Экономия может быть не только финансовая, но чаще всего все зависит затраченного на данное решение времени. Ортогональная точность между тремя осями (двумя осями вращения и осью лазера) не требуется, т.е. три части сенсорного блока (два поворотных стола и лазерный дальномер) не нужно собирать ортогонально, что снижает барьер для его изготовления. Время на настройку и повторную калибровку с неортогональностью также экономится по сравнению с традиционным инструментом. Предлагается вычислительный алгоритм для системы для измерения всех точек в пространстве измерений, и эксперименты подтверждают, что предлагаемая система способна обеспечить соответствующие характеристики для измерения строительных конструкций внутри и снаружи помещений.
Основываясь на масштабе зоны, в которой распределены интересующие точки (пространство измерений), мы можем грубо разделить задачи трехмерных измерений на: крупномасштабные измерения, измерения в обычном масштабе и измерения в микро/наномасштабе. В то время как пространство измерения в большинстве приложений измерения с обычным масштабом составляет от метров до субмиллиметров, оно может варьироваться от нескольких метров до сотен метров в крупномасштабных измерениях и может составлять от сотен микрометров до субнанометров в микро/нано. масштабное измерение. Требуемая точность измерения также различается в зависимости от применения.
Теодолит, тахеометр и лазерный трекер — три широко используемых традиционных измерительных прибора в этой области. Моррис Дриелс и Удай Патре использовали автоматический теодолит на основе зрения для калибровки параметров двигателя робота.
Другими словами, они требуют, чтобы горизонтальная ось вращения, вертикальная ось вращения и лазерный луч или оптическая ось пересекались в одной пространственной точке и были перпендикулярны друг другу. Чем выше точность этих систем, тем лучше выполняется ортогональность их осей.
На практике основным способом обеспечения ортогональности инструмента является его точная сборка, что является трудоемким процессом, приводящим к высоким экономическим затратам. Новый роботизированный тахеометр с точностью до миллиметра обычно стоит от 20 000 до 29 000 долларов, в то время как предлагаемая система стоит около 2800 долларов, что может быть дополнительно снижено при массовом производстве. Определение отклонения полевыми процедурами и его математическая компенсация — еще один способ обеспечения ортогональности, но эффективность часто ограничена, и он может работать только тогда, когда прилежащий угол между осями немного отличается. от 90°.
На рынке доступно несколько инструментов с аналогичными функциями, например Leica 3D-Disto. Однако, насколько нам известно, они по-прежнему полагаются на механическую ортогональность для достижения высокой точности измерений. Это означает, что при обнаружении неортогональности необходима тщательная настройка с последующей повторной калибровкой. Иногда процесс может быть повторен для обеспечения качества продукта, что требует много времени даже при современных технологиях производства по сравнению с однократной калибровкой предлагаемой системы без требования ортогональности.
В то же время в рамках неортогональности уменьшается количество отходов, связанных с ортогональной ошибкой, так как ни один компонент сенсорного блока не будет выбраковываться при изготовлении, пока он может быть собран в прочную конструкцию, т. е. этот каркас обеспечивает высокую устойчивость. для системы к недостаткам ее компонентов.
Как упоминалось выше, структура сенсорного блока может быть представлена тремя наклонными линиями, описываемыми нормализованным вектором направления и фиксированной точкой. Для калибровки этих параметров — векторов направления и фиксированных точек — используется лазерный трекер.
