技术动态

突破视觉边界:远距离大视场三维运动轨迹姿态精准测量方案

一、背景—大视野毫米级精度动态监测需求
在桥梁、风电叶片等大型结构和工业制造领域,对数十米视场范围内目标的三维运动轨迹、毫米级变形及实时姿态,进行精准动态监测,是评估结构安全、优化产品设计的关键需求。
传统测量手段受限于视场范围、精度或动态能力,无法满足要求,亟需能实现数十米视场、毫米级精度动态监测的非接触式解决方案。
图1 大型基础设施示例
二、传统方案—测量手段的瓶颈
— 接触式传感器(应变片、LVDT)
布设复杂,易受电磁干扰,仅获取离散点数据。
— 全站仪
单点逐次测量效率低,无法实现动态目标(>5Hz)的连续跟踪。
— 常规摄影测量
视场与精度矛盾突出,视场>10m时精度骤降,且实时解算能力弱。
图2 传统测量手段罗列
三、新方案—TARGE系统的突破性优势
系统集成高性能计算平台与3D视觉软件,实现“采集-解算-可视化”全流程闭环。通过多目视觉融合+实时解算算法,系统性解决传统难题:
方案
TARGE
传统手段
视场
10-200m大视场覆盖
摄影测量视场受限
动态精度
0.1mm/m(现场环境)
全站仪远距离精度>1mm/m
实时性
50Hz标准帧率(最高500Hz)
通常<20Hz
测量模式
非接触,支持>200个标志点
接触式,仅单点测量
四、应用案例—解决行业痛点
— 风电叶片监测
·视场:80m
·问题:叶片颤振变形难捕捉,传统方法精度不足(>1mm/m)。
·TARGE方案:实时跟踪全局变形与振动,精度保持0.1mm/m,定位共振风险点。
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图3 超大型风机叶片动态加载测试
— 钢筋笼吊装变形监测
·视场:30m
·问题:钢筋笼自身尺寸长、重心位置难确定等问题,易导致较大的挠曲变形。
·TARGE方案:实时监测各类异常,如钢筋上浮、钢筋笼变形、定位不准等问题。
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图4 超长超大钢筋吊笼装变形监测
— 飞机三维姿态角度测量
·视场:22m
·问题:惯性导航系统、GPS定位等传统方法成本高、无法满足所有的应用场景。
·TARGE方案:精确测量飞机三维姿态,通过模型同步驱动,动态展示飞行姿态。
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图5 飞机姿态角度测试
五、展望
TARGE大视场动态跟踪测量系统方案凭借其非接触、大视场、高精度、高速实时的核心优势,已成为解决远距离三维运动轨迹与姿态精准测量难题的标杆方案。TARGE方案在重大工程安全监测、高端制造与前沿科研中的成功应用,标志着远距离大视野动态测量技术进入全新阶段,并将持续赋能基础设施智能化、工业精密化与科学研究深入化发展。