淺談精密測量技術現(xiàn)狀及發(fā)展

摘?要：精密測量技術是一門重要的技術科學，更是我國制造業(yè)等領域中不可或缺的組成部分。針對現(xiàn)代精密測量技術的發(fā)展現(xiàn)狀及特征進行簡要論述，并指出精密測量技術的發(fā)展趨勢。

關鍵詞：精密測量技術;現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

1?緒論

現(xiàn)代精密測量技術在我國的科學技術發(fā)展中起著非常重要的作用，它的發(fā)展水平及在各領域的應用程度更是衡量我國制造業(yè)技術水平以及提高核心競爭力的關鍵因素。

2?精密測量技術的現(xiàn)狀

精密測量技術是一門綜合性的交叉學科，就精密測量技術的發(fā)展大致可以分為以下三個方面：數(shù)字化測量技術、微納米測量技術以及圖像識別測量技術。

數(shù)字化測量技術是數(shù)字化制造業(yè)中的關鍵組成部分，它的主要特點一般以量化特征的數(shù)字量進行描述并給出模擬量。三坐標測量機[1]的發(fā)展作為數(shù)字化測量技術中典型代表，多測頭的集成打破了原有測量系統(tǒng)格局。最新相關研究中陳寧針對三坐標測量機的測量誤差進行分析，提出有效的處理方法。Wei?Xuan等人提出了一種基于CNC測量中心的新型一維偽像的幾何誤差測量方法，用于識別測量位置誤差和角度誤差。Li，XH提出了一種自主開發(fā)的微角度傳感器的測量方法，建立了一種綜合誤差模型的逐步識別方法。Mian，SH通過研究可用于評估形狀誤差的各種樣本大小和不同分布的點分布算法，對樣品采樣策略進行優(yōu)化。數(shù)字化測量技術在現(xiàn)代雷達中的應用可以實現(xiàn)對目標物體測距的精確定位測量，在礦山工程測量中可以對資源進行精確定位，保證安全的問題。目前，數(shù)字化測量技術不斷發(fā)展仍然存在測量儀器的自身安裝誤差、測繪過程中錯誤數(shù)據(jù)的采集不能及時得知、測量精度不高等問題。

微/納米測量技術是現(xiàn)代科學技術向微小領域發(fā)展的典型代表。20世紀80年代的十大科技之一掃描隧道顯微鏡空間分辨率可達納米級，第一次實現(xiàn)了納米精度的三維物體形貌測量?，F(xiàn)代微納米測量技術的相關研究而言，朱吳樂等人對復雜微結構物體的三維數(shù)據(jù)精確測量進行研究，開發(fā)了一種適用于超精密金剛石機床的在位測量儀器。陶宇峰等人通過研究單模單外腔和雙模雙外腔激光器的光震蕩特性，研制了新型的自混合干涉系統(tǒng)，測量精度較高。劉永俊等人提出了一種基于特征匹配的亞像素級位移測量方法，并在高精度納米平臺及相關系統(tǒng)中驗證提出方法的有效性。Tian，J對多功能觸控輪廓分析系統(tǒng)進行結構設計，用于表征物體微/納米級表面特性。Picard?L提出了一種用于量子氣體顯微鏡圖像測量分析新方法[2]。余慧娟等人對內(nèi)控試樣的高分辨率三維測量進行研究，提出了一種三維納米諧振觸發(fā)的方法。作為21世紀重要的科學技術之一，微/納米測量技術是現(xiàn)代精密測量技術的重要研究內(nèi)容。

圖像識別測量技術是現(xiàn)代精密測量技術中的重要研究課題。最初，在1941年出現(xiàn)了模式識別的測量方法，在物體平面的識別和分析中進行應用，物體三維輪廓的圖像識別測量方法由早期的干涉法、穆爾高線法開始取得不斷發(fā)展，出現(xiàn)了全息照相測量技術和計算全息測量技術。圖像識別測量技術的相關研究中，王延忠等人就螺旋錐齒輪的齒面測量問題，利用圖像識別測量技術，檢測齒面加工誤差并對加工參數(shù)進行修正。齊超等人提利用圖像識別的測量技術，并開發(fā)了一套適用于橋梁裂縫識別與測量的軟件。徐東昊等人利用圖像識別的測量技術，根據(jù)圖像像素距離和特征長度的比例確定被測目標位移，進行實時檢測，保證吊裝安全性。王天正等人提出了基于圖像識別技術的空間小位移測量方法。針對多傳感器測量系統(tǒng)中數(shù)據(jù)信息的融合與校準問題，Gong?M提出了一種基于高斯過程回歸的立體視覺三維測量法，對數(shù)據(jù)的處理引入優(yōu)化模型有效提高測量精度。針對金剛石顆粒測量中識別率低的問題，曹建提出了采用圖像識別測量方法，通過利用對采集圖像的輪廓檢測、提取和計算的方法提高測量的精度。針對車輪運動測量方法耗時、測量精度低的問題，吳佳巍通過利用圖像識別技術實現(xiàn)了對車輪6D運動測量，為車輪的運動過程提供新的測量方法。Guo，J提出了一種基于視覺測量的攝像機校準技術，提高圖像識別的測量精度。圖像識別測量技術在測量振動方面的測量，Durand-Texte?T提出了一種單相機單軸的視覺測量方法[3]，為當前的視覺振動測量提出新的方法。圖像識別測量技術而言，雖具有較為廣泛的應用領域，但仍存在測量精度不高的問題，且作為人工智能的一個重要領域，也更是值得我們的高度關注。

3?精密測量技術的發(fā)展趨勢

現(xiàn)代精密測量技術發(fā)展趨勢大致可以歸納為以下幾點：（1）精密測量技術的精度在納米級方向將得到進一步的發(fā)展，不斷提高精密測量分辨率。（2）圖像識別測量技術等其他先進技術的應用，使得當前精密測量中非接觸式測量技術得到更加廣泛的應用、測量精度更高。（3）多傳感器融合作為精密測量技術中信息獲取的有效方法，將更高效提高測量信息的準確性。

4?結語

隨著科學技術的不斷發(fā)展，我國的現(xiàn)代精密測量技術將有著更加廣泛的應用，向著更高精度、更高可靠性方向發(fā)展。

參考文獻：

[1]陳寧.三坐標測量機測量誤差及處理探析[J].儀器儀表標準化與計量，2019（04）：42-43.

[2]Picard?L?R?B，Mark?M?J，F(xiàn)erlaino?F，et?al.Deep?Learning-Assisted?Classification?of?Site-Resolved?Quantum?Gas?Microscope?Images[J].arXiv?preprint?arXiv：1904.08074，2019.

[3]Durand-Texte?T，Melon?M，Simonetto?E，et?al.Single-camera?single-axis?vision?method?applied?to?measure?vibrations[J].Journal?of?Sound?and?Vibration，2020，465：115012.

作者簡介：楊社強（1993-），男，河南洛陽人，碩士，研究方向：機械工程。