文 献 综 述

非接触测量在智能制造等领域具有广泛的应用前景和应用价值。由激光扫描和视觉跟踪组成的测量系统，具有精度高、测量范围大的特点。随着现代技术的发展，现代工业的生产效率也越来越高。测量技术也要求高效、准确和无损伤。传统的游标卡尺、千分尺等接触式量具量仪效率低下、稳定性不高，而且由于量具直接接触工件表面，不可避免会对工件或者量具造成损伤。非接触测量技术应运而生。经过长时间的发展，非接触测量技术的种类越来越多，主要以光电、电磁、超声波技术为基础，出现了核磁共振法、x射线扫描法、电涡流测量法、结构光法、激光三角法、激光测距法、干涉测量法、立体视觉法、超声波测距法等各种各样的光学法及非光学法的非接触测量技术。对非接触测量技术的两大类别光学法和非光学法做了简要的阐述，同时也举例介绍了相应的部分产品，使工程技术人员能够对非接触测量技术有一个粗略的了解。

1.1国内外研究现状

国内、外较早就开展了非接触测量研究，如基于激光、红外、超声技术的非接触测量研究阵究^[1]，但基于图像处理技术的非接触测量研究是近十几年来才开展起来的。

1.2国外发展现状

随着计算机硬件的发展，计算机运算速度的加快，图像处理的应用技术得到不断发展，国外基于图像处理的非接触测量应用也越来越广泛。如基于图像处理技术的测传送速度^[16]，基于图像处理技术的测箔材料的膨胀计，基于图像处理技术的测热玻璃液滴质量，基于图像处理技术与多重投影边缘，进行傅立叶合成测三维物体表面^[7]。在高频金属试管焊接中，为了快速焊接，需要快速测量热工和空间参数，采用图像处理技术进行热图分析，从而获得热工和空间参数，以提高金属试管焊接中速度和质量。此外随着计算机网络传输技术、数据库存储等方面的巨大发展，虚拟仪器技术在利用网络和数据库技术基础上得到充分的发展。机器视觉技术^[6]由于可以实现对于复杂形状物体的快速在线非接触测量，伴随数字图像技术的发展得到迅速成长。LabVIEW平台内嵌的IMAQ Vision软件包实现了机器视觉技术与虚拟仪器技术的完美结合，国外大量开展了基于图像处理技术的目标识别，目标跟踪，模式识别，三维重构等测量研究「is-ZOO并取得了重要进展。

国外对指针式仪表的自动化检定系统的研究也比较成熟。例如，德国的Mahr公司己经研究出指针式仪表自动检定系统(如875自动刻度表检测机):采用CCD摄像机来抓取图像，运用数字图像处理技术来确定刻度表指针的位置等参数值，并进行分析与评定，能够实现快速、可靠、准确的检定。但是其价格昂贵，很难被国内的广大用户所接受。为此，研制出具有自主知识产权，精度高，符合我国广大用户消费观的产品是研究的必然方向。

1.3国内发展现状

国内也较早地开展了非接触测量，近年来也开展了基于图像处理和激光技术的目标识别，目标跟踪，三维重构等测量研究}Z1一1/}。此外，也开展了复杂曲线曲面实体的逆向工程研究，对实体的自由曲面模型进行测量，实现数字化，继而处理测量数据，根据这些数据点建立曲面模型，并将模型结果生成符合接口的数据格式^[2]。有些产品己进行了商业化生产。但基于图像处理技术的仪表非接触测量目前只开展了一些非常简单的研究，如开展了用面阵CCD的非接触位置测量系统，该文献报道主要是进行定位测量。又如开展基于机器视觉的螺纹测量利用图像处理技术进行转速测量，基于图像处理的仪表判读测量，但目前判读精度较低，经文献检索未查找到更多和精度更高的文献报道。

在我国，使用较多的是指针式仪表自动检定系统，例如江苏电器仪表设备厂生产的SBJ- 3型智能指针式仪表自动检定系统。该自动检定系统的控制系统是由单片机来完成，在一定程度上提高了检定效率，减少了人为误差，但是由于其本身采用的检测方法误差较大，仪器的精度不高，应用前景暗淡。为弥补单片机控制的光栅式自动检定系统的不足，宁夏回族生活区计量研究所设计了一种以光栅为测量部件，微量计算机、打印机接口组成的测长类自动检定系统。自动检定系统的质量标准是依据国家计量器具检定规程JJG 84《百分表》即国家标准CMG 86《大量程百分表》制定的，该系统的控制程序部分采用Tur bo Pasi cal源程序，依据国家计量器检定规程进行设计，采用菜单式人机对话，通过F} 232C串行接口将测量数据进行自动采集和处理，测量结果由屏幕显示或打印输出。该仪器操作简单，功能比较完善，精度较高，但是只适用于JJG 84规定，并不适用于新的JJC}4- 96指针式仪表的检定规程。另外，在VII ndov}s界面盛行的今天，该仪器的界面己经不那么友好。