为了更好地实现巨型可控科学反射镜原理演示验证平台(Giant Steerable Science Mirror Prototype, GSSMP)的指向功能, 需要对GSSMP的转动精度进行测量与标定, 利用激光跟踪仪对转台编码器进行标校, 并通过激光跟踪仪完成角度测量。首先, 基于角度测量原理进行了接触式测量和非接触式测量方式的单点精度标校, 得到测量误差分别为23.7″与0.71″。通过公式推导验证, 四个角反射器的使用能够消除6以及6的倍数谐波之外所有阶数的谐波, 从而提高测量精度。最后, 比较四个角反射器两种不同的排布方式的角度测量误差, 得出均匀分布的误差为11.5″, 非均匀分布误差为9.04″, 而单个角反射器测量误差为23.7″。通过激光跟踪仪对望远镜方位轴转动精度的测量, 验证了所述理论的正确性与方法的可行性。研究结果对于30 m望远镜的工作进一步完成有着重要的意义, 同时对于类似的转台精度的检测也有一定的指导意义。

针对大视场视觉测量系统中摄像机标定参数在测量过程中变化导致测量精度降低严重以及参数计算耗时大的问题, 提出一种“预先标定+现场校正”模式的大视场摄像机高精度快速现场标定方法。在测量开始前, 利用空间方向位置已知的光束投射到测量现场的实际平面上形成的一定数量的光点进行摄像机参数的精确预先标定；在测量过程中, 使用相对视觉测量系统测量参考坐标系位置固定的特征点在图像平面上位置的变化并利用透视投影误差模型进行快速现场校正。仿真实验和实际应用结果表明, 所提方法可以满足8 000 mm×8 000 mm视场范围的摄像机快速现场标定需求, 相对误差小于1/10 000。

贴片机对准系统的精度标定是视觉定位的关键环节，直接影响贴片精度与贴片质量。为提高对准系统标定精度,提出了基于光栅的精度标定方法。将光栅图像灰度值之和形成一组周期固定的准正弦信号，通过像元平移把图像条纹灰度值变为李萨如图。对李萨如图及其数据进行分析与处理，直接计算出光学系统的分辨率，从而实现光学系统的精度标定。采用上述方法得到了与理论计算比较吻合的贴片机对准系统精度标定结果，并且利用标准大刻尺进行了标定验证实验。获取了标准大刻尺的图像，通过图像处理计算出刻线间的像素坐标差，将像素坐标差值与成像系统分辨率相乘计算出代表实测的刻线间距。对实验数据的误差分析表明，这种标定方法精度高，偏差＜0.2 μm,满足贴片机的对准精度要求。