Leica绝对激光跟踪仪大尺寸测量应用介绍

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1、Leica大尺寸测量应用技术介绍2现场大尺寸测量工件的高精度测量Three Independent Global CompaniesSimilar Names and Logos190年历史的测量、测绘技术积累4192119861988199019972000200120012003200419701994199518192005在瑞士 Heerbrugg创立 Wild公司与德国 Leitz合并 ， 成为 Wild Leitz 集团收购瑞士 Kern 公司与英国 Cambridge仪器公司合组 Leica集团收购美国 Magnavox 公司 GPS部徕卡集团分为相机 、 显微镜系统和测量系统三

2、个独立公司 与美国 Helava 合组 LH系统公司与 ESRI战略联盟收购美国 Laser Alignment公司和美国 Cyra 公司徕卡划分为六个业务系统徕卡测量系统在瑞士上市购买德国 AED公司部分 25%股份收购 LH系统公司 ,美国 ERDAS公司并入徕卡测量系统收购澳洲 Tritronics公司成立徕卡测量系统 （ 上海 ） 有限公司在新加坡成立第一家国际性工厂成立徕卡测量系统北京代表处并入海克斯康集团在瑞士 Aarau创立 Kern公司190年测量历史，始终领先的测量技术和产品5l 1849: 徕卡第一台光学测量仪器诞生l 1921: T2, 第一台 光机结构经纬仪 (Wild

3、)l 1923: A1,第一台 模拟立体测图仪 (Wild)l 1925: C2,第一台 航空相机 (Wild)l 1957: 第一台 解析立体测图仪 (Helava) l 1968: 第一台 商用 GPS 导航仪 (Magnavox)l 1969: DI10,第一台 红外测距仪 (Wild)l 1977: TC1, 第一台 具有机内数据采集功能 的 TPS 全站仪l 1984: TAS10, 第一台 带陀螺和激光测距仪 的全站仪l 1984: WM101, 第一台 测量型 GPS (Wild-Magnavox)l 1990: NA2000, 第一台 数字水准仪l 1991: SMART 31

4、0, 第一台 工业激光跟踪仪l 1991: System 200, 第一台使用 快速静态技术 的 GPSl 1993: DISTO, 第一台 手持激光测距仪l 1996: 第一台带有远距离取景和罗盘的 “智能 ” 双筒望远镜l 1998: TPS300 / 1100， 第一台 同轴无棱镜全站仪l 2000: - Cyclone, 唯一的 三维激光扫描和可视化软件l 2002: T系列 , All-In-One(全合一 ） 工业测量解决方案l 2008: 第五代跟踪仪 AT901面世l 2010: AT402面世Leica跟踪仪的发展6第一代1991年第二代1995年第三代1995年第四代200

5、2年从 Leica 公司发明世界上第一台跟踪仪 Smart310以来已经 有 6000多套跟踪仪服务于全世界各个 行业 ， Leica97 售出的设备仍然在用 ， SN001仍在为波音公司的高品质产品做着贡献 。第五代2008年2010年AT402AT9017 水平和垂直向的角度测量与距离测量结合在一起 ， 反射镜的 3D坐标便唯一确定 。 其坐标可以转换到任意工装或零件的坐标系统中 。 高速马达实现了完全的自动测量 ， 位置探测器保证仪器的高速跟踪能力 。激光跟踪仪是一种可移动的大尺寸几何量测量设备，其工作原理如下图所示。它通过跟踪仪上、角配合激光束R对测量目标的跟踪运动，构成一个球坐标的测

6、量体系，从而能够完成空间几何元素测点信息的获取，并通过测量软件完成对空间几何元素尺寸、尺寸公差与形位公差、空间曲面曲线的分析计算工作。配备了T-Probe附件后，跟踪仪将成为一台能测量各种隐藏点的走动式坐标测量机。同时还能跟踪测量移动物体的空间位置与空间方位。激光跟踪仪工作原理Leica激光跟踪仪技术优势88粗壮的封闭主机外壳防止灰尘和环境温度对主机内电子原器件的影响稳定轻便的三角底盘确保稳定的测量条件 、 避免环境震动带来的精度损失轮子方便一个人移动内置的温控系统减少外部温度升降对测量结构的影响内置精密水平角和竖直角测量编码器世界最快的采点速度 3000点/秒最高的断光续接精度 ： 全量程范

7、围内断光续接精度在 10 mm 以内跟踪仪控制器-双 CPU系统-实时的环境传感器接口- 机器检查和校准客户端界面-在线存储补偿参数-开放的编程界面- 应用软件接口实时的精密温度和压力传感器-外置式温度和压力测量- 实现精确补偿 (D1 = D 1ppm, D3mb = D 1ppm)-提供实时数据修正无需标准尺 IFM 自动提供实时参考值世界最轻跟踪头最大程度地避免测量误差跟踪头远离热源测量误差主要来自两方面 ：1， 跟踪头的加速运动2， 跟踪头的温度梯度变化Leica激光跟踪仪技术优势9Leica拥有整合式 AIFM专利技术 ， 断光后系统无需任何人为操作即可快速自动找光接光 ， 断光续接

8、时间仅为 0.2 秒 ， 而且全量程保持 10um的断光续接精度 。 具有 Leica专利的 AIFM绝对干涉仪技术 ， 使得测量距离 ， 测量精度 ， 测量稳定性更上一个台阶 。设备预热时间仅为 5-8分钟 。 AIFM技术PowerLock技术 PowerLock技术10自动 锁定功能是 Leica绝对跟踪仪已经完成的技术整合革命 ， 这使得激光跟踪仪可以直接 “ 看到 ” 反射镜而不是人为捕捉锁定 ， 极大的增强了跟踪仪的操作性及方便性 。Red Circle = FOV 5m11激光头全封闭设计 ； 内部具有温度控制系统 ， 使激光跟踪仪主机内部温度恒定 ， 其环境温度对激光跟踪仪内部

9、环境没有影响 ， 所以使用中能保持良好精度可靠性 。 主动式温控系统12系统稳定性 稳定性是 Leica产品赖以生存的基础 为了保证新系统和原有系统媲美的稳定性 ， AT系列增加了一些关键部件的尺寸和重量13 开放的软件开发端口 支持所有的激光跟踪仪系列 通用操作命令和设置功能的集成 （ VB/C /C+/COM/C# ） 3D和 6D的方位测量 自动化实时补偿 精度现场检查 矩阵转换系统编程 重力面调整功能 使用 TCP/IP的媒体流传输 （ 预览镜头 ） 测量信号触发 可与机器人与数控加工中心的控制系统进行联机实现校准和自动化测量Jan 5, 2010 / Jason LiangLeica

10、 Geosystems, Metrology14测量工具测量工具 反射球 反射球RRRTBRCER RFI带杆磁性座不带杆磁性座强力磁性座 BRR标准应用动态 /静态测量标准应用 /自动检查机器人 ,机床操作动态 /静态测量夹具安装 重复性检查相对测量 变形测量新一代激光跟踪仪15 更高效的T系列测量产品LEICA T-PROBE:轻便型的无臂、无线测量系统重量仅有670克，测量范围却可达50 米，在8.5米范围内，空间长度测量误差不超过60 m，并支持加长探针。可适用于各种复杂部件和工装的现场测量。LEICA T-SCAN: 高速手持式扫描仪Leica T-Scan 是一个轻型非接触式手持激

11、光扫描仪，测量范围可达50 米，具有20000 点/秒的数据采集能力，是曲面测量、模具制造和逆向工程等方面应用的有力工具。LEICA T-MAC: 6D自动跟踪测量系统LeicaT-mac以其良好的软硬件开放性而被广泛的应用于工业机械调整，机器精度验证，移动部件实时跟踪。六维测量原理16技术特点： 无线，快速 位置影像在全程内恒定，测量精度可追溯 利用绝对跟踪仪AIFM及Powerlock功能确保跟踪精度六维测量原理驻机定位技术 (LPT)用激光跟踪仪和摄像头 实现动态的驻机定位(= 6个自由度的跟踪 ) 测量输出速率 : 1,000 点 /秒 跟踪速度 : 2米 /秒 跟踪加速度 : 2 g

12、摄像头 旋转 i, j, k跟踪仪 定位 x, y, z实现 6 DOF = x, y, z, i, j, k六维测量原理驻机定位技术 (LPT)“同样尺寸的影像 ”在 1米 到 15米范围内总能精确定向得到一个尺寸的T-Probe影像(300X300)T-Cam包括Vario Optic (可自动变焦 )连续高速变焦的光学摄像头保证可以得到固定大小的 T-Probe影像T-Cam的成像原理基于 ”小孔成像 ” ,通过镜头连续的缩放模拟 “无限 ” 数量的 “针孔摄像机 ”根据 T-Probe的空间姿态影像得到定向信息T-Probe产品设计特点19边角保护 边角保护并防滑碳纤维结构体 安装发光

13、二极管和反射镜等 超轻 (600克 )测头 快速装卸 测头自动识别探针及加长杆 雷尼绍 （ M4） 探针和加长杆 ， 可随意组合测头安装座具有一个底端安装座和后侧面安装座广角接收器 支持 T-CAM自动搜索按钮 采点 、 扫描 、 唤醒等功能发光二极管 10个均布的发光二极管与 T-Cam同步信息反馈 LED 姿态和距离反馈电池电量 LED 电量状态显示工作状态 LED 系统正常工作反射镜 棱镜反射镜 , 40视场标准测针组合20使用 雷尼绍探针 ， 各种雷尼绍探针及加长杆都可以适用 ， 可以根据测量需要随机组合 .T-Scan产品设计特点21导航激光指导操作者在正常的扫描距离内进行操作控制数

14、据采集的板机发射的激光束和跟踪仪配合使用的反射镜和 T-CAM配合的 LED近距离反射的激光远距离反射的激光T-Scan测量原理22高速旋转的多棱镜CCD 区域物体T-Scan利用三角测量法测量 . 一束激光发射出来 ， 通过一个快速旋转的多棱镜到达表面 . 根据扫描距离的不同 ， 反射回来的激光被接收在 CCD线性感应器的不同部位 。T-Scan 属于点激光扫描 , 激光线由一系列的飞点组成 .飞点可以根据不同的扫描表面自动调节激光的密度物体表面飞点T-Mac六维测量23工作原理 ：u 同 T-PROBE T-SCANu 激光跟踪仪通过跟踪反射球的位置得到 X,Y,Z空间三维坐标参数u T-

15、CAM通过拍摄 LED的影像得到I,J,K空间三维姿态参数AT901激光跟踪仪产品技术指标指标 AT901-B AT901-MR AT901-LR有效测量范围最大测量距离 (m) 160m 50m 160m水平方向 360 360 360垂直方向 45/360*(水平放置 ) 45/360*(水平放置 ) 45/360*(水平放置 )测量与跟踪性能数据采集速度 (点 /秒 ) 3000 3000 3000数据输出速度 (点 /秒 ) 1000 1000 1000横向跟踪速度 (米 /秒 ) 4 4 4径向跟踪速度 (米 /秒 ) 6 6 6横向加速度 (g) 2 2 2径向加速度 无限大 无限大 无限大尺寸与重量跟踪仪主机尺寸 (mm) 240x290x620 240x290x620 240x290x620跟踪仪主机重量 (kg) 22 22 22ADM测量ADM测量精度 10m (full range) 10m (full range) 10m (full range)坐标测量不确定度 (Uxyz)全量程范围 15m+6m/m 15m+6m/m 15m+6m/m角度重复性 7.5m+3m/m 7.5m+3m/m 7.5m+3m/m6D测量 3D（ 可升级为 6D