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ar测量原理
AR测量原理是利用增强现实技术对物体进行测量和定位的原理。
它通过将虚拟信息与现实世界中的实际物体进行结合，可以实现对物体尺寸、位置和形状的测量和定位。
AR测量的原理主要包括以下几个步骤：
1. 传感器数据获取：AR设备通过内置的传感器如摄像头、加速度计等获取实际场景中的信息，包括物体的位置、姿态、光照等。
2. 特征点识别：AR技术会识别实际场景中的特征点，这些特征点可以是物体的角点、边缘、颜色等，用于后续的定位和测量。
3. 姿态估计：根据传感器数据和特征点识别结果，AR设备可以估计出实际物体的姿态信息，如旋转角度、位置等。
4. 虚拟对象跟踪：AR设备根据估计的姿态信息将虚拟对象与实际物体进行对齐和跟踪，使虚拟对象能够与实际物体保持一致的尺寸、位置和形状。
5. 测量和定位：通过虚拟对象与实际物体的对齐和跟踪，AR 设备可以实现对物体的测量和定位，计算出物体的尺寸、位置等信息。
AR测量原理的关键在于通过传感器数据和特征点识别来获取
实际物体的姿态信息，并将虚拟对象与实际物体进行对齐和跟踪，从而实现对物体的测量和定位。
这种原理可以在建筑设计、工业制造、医学影像等领域中得到广泛应用。
量具重复性与再现性分析：GR&R 是用来检定检测产品的人员是否具备识别产品特性的能力，正常的产品是否会误判，不正常的产品是否会漏判，也就是检定“检测系统是否正常”的一个工具。
GR&R是研究重复性和再现性的，是计量型分析。
一、重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作多个单次测试结果，在95％概率水平两个独立测试结果的最大差值。
在中国仪器中当测量条件是在以下4个状况下实验时，相同的待测量的测量结果有一致性的称为重复性,4个条件分别为:
1、相同的测量环境;
2、相同的测量仪器及在相同的条件下使用;
3、相同的位置;
4、在短时间内的重复。
二、再现性是指两个不同的实验室对同一物料进行测定两个分析结果接近的程度。
再现性的值总是大于或等于重复性,因为再现性的测量结果把重复性引起的偏差考虑进去了。
在很多实际工作中，最重要的再现性指由不同操作者、采用相同的方法、仪器，在相同的环境条件下，检测同一被测物的重复检测结果之间的一致性，即检测条件的改变只限于操作者的改变。
也就是说别人用你说的方法和仪器也能做出同样的结果来，这就是试验的再现性。
当然，这样的试验就叫做再现性实验。
atr附件的原理
ATR (Automatic Target Recognition) 是一种用于图像和
视频分析的技术，用于自动识别和分类目标。
它主要应用于各种领域，如军事、安防、医学影像等。
ATR 的原理可以大致分为以下几个步骤：
1. 特征提取：首先，ATR通过图像处理算法从输入图像中提取出目标的特征信息。
这些特征可能包括图像中目标的形状、纹理、颜色等。
2. 特征匹配：接下来，ATR使用提取到的特征信息与预先训练的模型进行比对和匹配。
这些模型是通过机器学习方法训练得到的，可以识别出不同类别的目标。
3. 目标分类：在匹配过程中，ATR根据匹配的结果将目标进行分类。
例如，如果匹配结果表明提取到的特征与预先训练的模型最为相似，那么可以判定输入图像中的目标属于某个特定的类别。
4. 结果输出：最后，ATR将分类结果输出给用户。
这可以是简单的目标标识，也可以是更复杂的目标识别和跟踪。
需要注意的是，ATR的准确性和性能受多种因素影响，如输入图像质量、目标多样性、环境背景等。
因此，ATR通常需要进行训练和调优，以适应不同的应用场景。
总之，ATR利用图像处理和机器学习技术，通过特征提取、特征匹配、目标分类等步骤，实现了对目标的自动识别和分类。
它在军事、安防等领域具有广泛的应用前景，在提高工作效率和准确度方面发挥着重要作用。
XX有限公司ZJ-7.6-04 量具重复性和再现性（GR＆R）分析报告NO:测量仪器名称零（部）件图号测量日期编制测量仪器编号零（部）件名称尺寸上限批准测量参数特性名尺寸下限评价者测量次数A：第一次测量对象平均值X'=X1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 R'=R,X''= X,R''= R第二次第三次平均值X'a=极差R'a=B：第一次第二次第三次X'b= 平均值R'b= 极差C：第一次第二次第三次平均值X'c=极差R'c=零件（X'p）X''=平均值Rp=MaxX'p －MinX'p(X'p 的最大值与最小值的差）Rp= R''=(R'a+R'b+R'c)'/3 R''=X'DIFF =MaxX' －MinX' (X'a,X'b,X'c 的最大值与最小值的差) X'DIFF = UCL R=D4×R'' (2次测量时，D4=3.27，3次测量时，D4=2.574) UCL R=LCL R=D3×R'' (7次测量以内时，D3=0) LCL R=【测量极差的控制】UCL R代表单个R的极限。
圈出那些超出极限的值，查明原因并纠正。
同一评价者采用最初的仪器重复这些读数或剔除这些值，并由其余观测值再次平均并计算R和极限值。
【测量系统能力分析】《重复性》EV=R''×K1 = ×= 2次测量时，K1=4.56 （机器变差）3次测量时，K1=3.05 《再现性》AV=[(X' DIFF ×K2)2－(EV 2/nr)] 1/2 n=被测对象数；r=测量次数1/2 = 评价人为2人时，K2=3.65 （评价人变差）= [ －]评价人为3人时，K2=2.70 《被测品变差》PV=R P×K3= ××= = 5个对象时，K3=2.0810个对象时，K3=1.62《重复性和再现性》R&R=[(EV) 2+(AV) 2)] 1/2 = ]1/2[ + = 《总变差》TV=[(R&R) 2+(PV) 2)]1/2 = [ + =①《测量系统评价》%R&R=100×(R&R/TV)= / =②《测量系统评价》%R&R=100 ×(R&R/ 公差)= / = 分析者的判定·分析及总结：6-04 GR＆R）分析报告X'=XR''= R被测对象数；r=测量次数。
重复定位精度的测量方式
重复定位精度是指机械系统对同一位置的重复定位精度，因此在机械加工、测量、自动化等领域中具有非常重要的意义。
本文将介绍重复定位精度的测量方式。
第一种测量方式是使用钢规或者微调器进行测量。
这种方法需要在机械系统中设置测量点，然后使用钢规或微调器对该点进行测量，得到一个初始值。
之后移动机械系统，再次测量该点，比较两次测量值的差异，即可计算出重复定位精度。
第二种测量方式是使用激光干涉仪进行测量。
激光干涉仪可以通过激光干涉原理，测量出机械系统在不同位置的精度差异，从而计算出重复定位精度。
这种方法精度更高，但需要专业设备和人员操作。
第三种测量方式是使用计算机数控系统进行测量。
数控系统可以通过编程实现多次移动机械系统到同一位置，并记录下每次的位置数据。
通过比较这些数据，可以计算出重复定位精度。
综上所述，钢规和微调器、激光干涉仪和计算机数控系统都可以用于重复定位精度的测量。
不同的测量方式有着各自的优缺点，需要根据实际情况选择合适的方法。
- 1 -。
测量结果的重复性与测量仪器的重复性
郑红
【期刊名称】《计量与测试技术》
【年(卷),期】2016(043)005
【摘要】在检定、校准中,经常都要遇到测量结果的重复性和测量仪器的重复性.特别是在JJF 1033-2008《计量标准考核规范》中,要求填写测量仪器的重复性,这时往往将测量仪器的重复性同测量结果的重复性混淆.在JJF 1001-2011《通用计量术语及定义》技术规范中,又取消了测量仪器的重复性这个计量术语,那么,我们又应该如何看待和处理重复性的问题?本文将对这些问题作以探讨.
【总页数】2页(P24-25)
【作者】郑红
【作者单位】自贡市计量测试研究所,四川自贡643000
【正文语种】中文
【中图分类】TB9
【相关文献】
1.测量结果的重复性和测量仪器的重复性的区别 [J],
2.数字近景工业摄影测量系统测量重复性研究 [J], 何长义;唐琴琼;李亚男;段玲
3.校准实验室能力验证中测量仪器的重复性和稳定性 [J], 李德辉
4.JJF 1059—1999《测量不确定度评定与表示》讨论之三十三重复性条件与重复性标准不确定度 [J], 李慎安
5.对测量仪器“示值重复性”评定方法的探讨 [J], 陈莉杰;丁振良
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测量机器人及其在Ⅲ测量中的应用1. 简介测量机器人是一种能够自动执行测量任务的机器人系统。
随着科学技术的发展与进步，测量机器人在各个领域得到了广泛应用。
尤其是在工业领域的Ⅲ测量中，测量机器人的应用越来越受到重视。
“Ⅲ测量”是指对物体的三维形状、尺寸和位置进行测量的过程，是指工程测量中的高精度、高精准、高可靠性的测量。
2. 测量机器人的基本原理和结构测量机器人的基本原理是通过激光测距、摄像机视觉系统等传感器获取需要测量的物体的几何形状与尺寸信息，再通过机器人的控制系统进行数据处理与分析，最终得到测量结果。
测量机器人的结构由机械臂、传感器系统、控制系统等组成，其中机械臂负责移动传感器系统以获取物体数据，传感器系统负责测量物体的几何信息，控制系统负责控制机械臂和传感器系统的运动。
3. 测量机器人在Ⅲ测量中的应用案例3.1 机器人在零件尺寸测量中的应用传统的零件尺寸测量需要人工操作，耗时且易受人为误差影响。
而利用测量机器人进行零件尺寸测量，可以实现自动化、高精度和高效率的测量。
传感器系统可以快速准确地获取零件的尺寸信息，并通过控制系统进行数据分析和处理，最终得到精确的测量结果。
3.2 机器人在地形测量中的应用在地形测量中，测量机器人可以利用激光传感器扫描地表，并实时获取地面高度信息，通过控制系统将数据处理后，可以构建出精确的地形模型。
这对于土地规划、道路设计等领域具有重要意义。
3.3 机器人在建筑测量中的应用在建筑测量中，传统的测量方法通常需要人工进行，而且存在测量误差大、效率低等问题。
而利用测量机器人进行建筑测量，可以实现自动化、高精度和大范围的测量。
机器人可以通过激光扫描仪或摄像机视觉系统获取建筑物的几何信息，通过控制系统进行数据处理，得到建筑物的精确测量结果。
3.4 机器人在机械加工中的应用在机械加工中，测量机器人可以通过传感器系统对工件的尺寸、位置进行测量，并将测量结果反馈给机床控制系统。
这样可以实时调整机床的加工参数，保证加工质量和精度。
量具的重復性與再現性GR&RGR&R=Gauge Repeatability and Reproducibility 量具重复性与再现性分析：GR&R 是用来检定检测产品的人员是否具备识别产品特性的能力，正常的产品是否会误判，不正常的产品是否会漏判，也就是检定“检测系统是否正常”的一个工具。
GR&R是研究重复性和再现性的，是计量型分析。
1．简称：重复性（EV）(equipment variance)设备偏差、（再现性AV）(appriser variance)人員偏差、产品偏差（PV）(products variance),2．重复性（Repeatability）：重复性是用本方法在正常和正确操作情况下，由同一操作人员，在同一实验室内，使用同一仪器，并在短期内，对相同试样所作多个单次测试结果，在95％概率水平两个独立测试结果的最大差值。
在中国仪器中当测量条件是在以下4个状况下实验时，相同的待测量的测量结果有一致性的称为重复性，4个条件如下：a、相同的测量环境b、相同的测量仪器及在相同的条件下使用c、相同的位置d、在短时间内的重复3．再现性（Reproducibility）是指两个不同的实验室对同一物料进行测定两个分析结果接近的程度.再现性的值总是大于或等于重复性,因为再现性的测量结果把重复性引起的偏差考虑进去了。
在很多实际工作中，最重要的再现性指由不同操作者、采用相同的方法、仪器，在相同的环境条件下，检测同一被测物的重复检测结果之间的一致性，即检测条件的改变只限于操作者的改变。
也就是说别人用你说的方法和仪器也能做出同样的结果来，这就是试验的再现性。
当然，这样的试验就叫做再现性实验。
4.测量结果的重复性：是指“在相同测量条件下，对同一被测量进行连续多次测量所得结果之间的一致性”。
上述定义中的“一致性”是定量的，可以用重复性条件下对同一量进行多次测量所得结果的分散性来表示。
河海大学毕业论文ATR自动目标识别及定位精度研究专业年级98测量一班学生姓名衣冰、廖晟、张福指导教师黄腾陈光保评阅人2002年６月目录前言 (2)第一章ATR的使用意义及介绍 (3)§１，１工程建筑物安全监测自动化的意义 (3)§１，2 ATR自动目标识别及定位精度研究的意义 (3)§１，３TCA2003全站仪简介 (4)§1，4 ATR自动目标识别及定位 (5)1，4，1原理简介 (5)1，4，2精确定位 (5)1，4，3 ATR测量的过程 (7)1，4，4 目标跟踪反馈环 (7)1，4，5目标跟踪 (8)§1，5自动观测软件 (8)1，5，1自动观测软件简介 (8)1，5，2操作步骤 (9)第二章ATR外业实验部分 (11)§2，1网形的选择 (11)§2，2实验的具体步骤 (12)2，2，1 ATR测角及观测成果 (12)2，2，2人工测角及观测成果 (31)2，2，3边长反算角度 (35)第三章数据处理及精度分析 (37)§3，1边长反算角度 (37)§3，2成果比较及精度分析 (39)§3，3.精密测角的误差影响 (42)§3，4.测量时的具体情况 (42)§3，5 TCA2003 (43)第四章外文资料及翻译 (46)第五章结语 (51)前言随着科学技术的发展，测量行业在技术和仪器上都有了长足的发展，给这个行业带来了勃勃生机和前进力量。
ATR技术就是电子技术和自动化技术不断发展的结果。
全站仪是智能型测量仪器，被誉为测量机器人。
它利用自控马达和CCD相机来完成搜索目标、精确照准和自动观测三个过程，来实现自动测量。
本实验使用TCA2003全站仪和开发的自动测量程序，进行多种情况下（不同距离、不同大气环境等）的自动观测实验，并且与人工测量和精密测边反算角度作比较，来评定ATR的测量精度，并寻求高精度的ATR观测条件。
测量机器人的ATR测量原理及重复性实验分析
摘 要：该文简述了leica公司的新型测量机器人ts30自动目标
识别（atr）功能的原理，设计了一个一般观测条件下的实验，研
究atr测角重复性的情况，并运用数理统计原理加以分析，从而探
讨了atr照准精度可靠性。
关键词：测量机器人 ts30 atr 测量重复性。
中图分类号：tp242 文献标识码：a 文章编号：1674-098x
（2012）12（b）-000-03
ts30是leica公司2009年推出的第四代超高精度智能全站仪，
是目前世界上最先进的测量机器人。如图1所示，作为tca2003的
替代产品，ts30的能耗低，转动噪声较tca2003减少很多，其标称
测角标准差0.5″，自动目标识别模式（atr模式）的测角标准差1″，
atr照准精度
200 m内优于1 mm，1000 m优于2 mm，工作范围1.5～1000 m。
测量机器人（survey robot）是一种能代替人进行自动搜索、跟
踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、三维坐标以及影像等
信息的智能型电子全站仪。其中，自动目标识别（atr）功能是测
量机器人测量准确性的核心和决定性因素，但atr测量的重复性如
何，atr测量值是否可靠等类似的问题仍困扰着我们。该文通过设
计一系列实验，运用数理统计原理计算了atr测量重复性即内符合
性，从而评估atr测量的可靠性。
1 atr的测量原理
测量机器人采用了自动目标识别技术atr（automatic target
recognition），实现了普通棱镜长距离自动识别与精确照准，其工
作原理如图2所示。
atr部件安装在全站仪的望远镜上，在使用atr测量时，ccd光
源先自主发射一束红外激光，按类似自准直的原理通过光学部件同
轴地投影在望远镜视准轴上，由棱镜反射回来。望远镜里专用分光
镜将反射回来的atr 光束与可见光、测距光束分离出来，引导atr
光束至ccd阵列上，形成光点，由内置ccd相机接收，其位置以ccd
相机的中心作为参考点来精确地确定。ccd阵列将接收到的光信号，
转换成相应的影像，通过图像处理算法，计算出图像的中心，即棱
镜的中心。
测量机器人ts30运用atr功能精密测量的过程就是“粗瞄—搜
索—锁定—照准—测量”的过程。即先手动对目标棱镜粗略瞄准，
然后开启测量功能，atr自动搜索自定义窗口内（这个自定义窗口
大小可以通过仪器设置选项的atr窗口设置来自定义，在ts30中，
窗口大小默认为水平方向搜索4 °，垂直方向搜索4 °。自定义
的窗口范围越大，则搜索时间越长。）的目标棱镜，如果它探测不
到棱镜，它将从头开始搜索过程，即望远镜进行螺旋式的连续运动。
一旦探测到棱镜，望远镜马上停止运动，马达驱使望远镜去接近棱
镜的中心，计算出十字丝中心与返回图像中心的偏移值，给出改正
后的水平和垂直角度读数，得出测量值。
由于望远镜筒的位置随机，atr完成每次测量都需要重新搜索棱
镜，所走过的路径都不甚相同，得出的测量值有所不同就不足为奇，
但测量结果到底有多大偏差，最值什么时候出现，是个需要深入研
究的问题。该文将就这个问题进行探讨。
2 一般观测条件下atr的内符合实验设计
内符合性，即测量重复性，是指在相同条件下，对同一被测量进
行连续多次测量所得结果之间的一致性。本次实验主要分析平距、
水平角、垂直角三个被测量测量值的平均值、标准偏差、极值（最
大值、最小值）以及测量值之间的最大互差。由于atr的照准精度
与外部测量环境有很大关系，故实验分为室内和野外两部分分别进
行。
2.1 室内短基线测量
atr观测精度受温度、气压和大气湍流等外界因素影响较为明显，
为避免其影响，首先先在室内无气流变化、恒温恒压的短基线（约
24 m）上测量。
2.1.1 具体操作：在23 m 距离处安置单棱镜，粗略瞄准之后，
开启atr自动搜索。ts30 全站仪自动搜索并精确瞄准，记录下水
平角、垂直角读数和平距值。由于ts30的atr精确搜索范围是1°
25′，为检测atr性能并探测最值，保持棱镜不动，微调望远镜筒
向上偏离棱镜中心1°25′左右，再进行测量，记下测量值，再微
调望远镜筒向下、左、右偏离棱镜中心各1°25′左右，分别记下
各情况下的测量值。每台仪器做盘左盘右10个测回，算出各测量
值的均值和标准偏差，换仪器进行上述实验。
2.1.2 计算方法：均值：， 其中，取n=10；
标准偏差：，其中，取n=10。
为计算方便，第一次观测值均置零，使水平角均在零附近测量，
测得的数据经计算得表1（为叙述方便，表中忽略度和分的部分，
只考虑秒的部分，这不会影响分析的结果，垂直角部分未列出，计
算和分析方法同理）：
可以看出，十次测回中，盘左观测的水平角标准偏差最大为
0.57″，不同偏离方向间的最大互差为0.8″；盘右观测的水平角
标准偏差最大为0.55″，不同偏离方向间的最大互差为3.5″；盘
左盘右观测的平距标准偏差最大均为0.1 mm，不同偏离方向间的最
大互差均为0.1 mm。通过对水平角和平距不同测回的测量结果的分
析，可看出各仪器在室内短基线（约24 m）范围内，atr测距值的
内符合精度非常高，且盘左盘右无差别；测水平角的内符合精度较
高，盘左盘右略有差距，但总体上来说atr测量重复性很好，atr
照准可靠性很高。
同样分析垂直角可知（垂直角表在此省略），各仪器在室内短基
线（约24 m）范围内，atr测垂直角的内符合精度也非常高，atr
测量重复性很好，atr照准可靠性
很高。
2.2 野外长基线测量
选择地形开阔、通视良好的海河比长基线场作为野外实验场地，
选定5、6、8、10号（距离分别为：71.9980 m、
168.0034 m、479.9944 m、1085.9979 m）强制对中观测墩作为
镜站观测点，消除了仪器及棱镜对中误差的影响。重复室内实验过
程，计算仪器在各段距离上的平距、水平角值和垂直角值的平均值、
标准偏差、极值（最大值、最小值）以及最大互差。
表2列出了在不同测量距离上各台仪器盘左测量的水平角重复性
比较数据（盘右同理）。表中每台仪器的数据是在表1的基础上做
了十个测回的平均值。通过比较可知，水平角的偏差在71.9880 m
和168.0034 m距离上的比较稳定，标准偏差都控制在1以下，而
在479.9944 m距离上和1085.9979 m距离上标准偏差值有增大趋
势，说明测量结果离散性渐大，也就是说atr测量的重复性变差。
结合垂直角数据分析，可知垂直角与水平角的测量重复性的变化趋
势一致。
对于距离测量，atr在这四个距离上测量的标准偏差都很小，均
小于0.2 mm，测量重复性非常好。
3 结语
（1）atr测量重复性受温度、气压、大气湍流等因素的影响，室
内测量数据稳定性更好。
（2）盘左和盘右对atr测量重复性影响不大，基本可以忽略。
（3）观测距离越长，atr测量重复性越低，其中对于ts30来说，
200 m之内，atr测量重复性很高，超出200 m，测量值逐渐离散，
超过1000 m，测量值重复性大幅降低。这也正好跟前面提到的ts30
“atr照准精度200 m内优于1 mm，1000 m优于2 mm，工作范围
1.5 m～1000 m”相符合。说明atr测量重复性与atr测量精度也
有一定的关系。而1085.9979 m超出了atr的标称工作范围，重复
性的变化不予
考虑。
（4）atr测距的重复性远远大于测角重复性，在1000 m内，没
有明显波动，几乎不受观测距离的影响。
（5）总体来说对于测量机器人ts30来说，atr测量既缩短了工
作时间，又降低了劳动强度，并且测量的重复性很高。由于实际测
量中很少会超过200 m测程，故ts30的atr测量可靠性很高，“全
世界最先进的测量机器人”称号当之
无愧。
参考文献
[1] 徕卡测量系统有限公司.leica ts30/tm30 用户手册.
[2] 朱顺平，薛英.atr的工作原理、校准及检测[j].北京测绘，
2005（3）．
[3] 黄腾，陈光保，张书丰.自动识别系统atr的测角精度研究
[j].水电自动化与大坝监测，2004（28）.
[4] 文道平.全面剖析tca2003全站仪atr功能原理及其应用
[j].云南水电技术，2009（4）.
[5] 梁永兴.顶管自动测量导向系统的精度分析[j].江西建材，
2011（2）.
