限定空间内的六自由度摆台运动参数被单目6D测量仪高效解算。
一、实验背景
六自由度摆台是计量与测试领域中用于运动模拟和姿态验证的核心装备，可同时在三维空间内下实现三个平移自由度（X、Y、Z）与三个转动自由度（Roll、Pitch、Yaw）的复杂运动，精确复现物体在三维空间中的运动，应用于航空航天、船舶海洋、车辆动力学、机器人等领域。
某计量测试机构，采用中科君达视界自研的千眼狼单目6D测量仪，通过单目高速摄像机+平面靶标实现6自由度全参数测量，探讨六自由度平台的新计量规范。
二、实验设计
I.实验目标：验证单目6D测量仪全参数测量能力并对比与其他测量方式差异。
II.实验对象：电动六自由度摆台，位移精度0.7 mm，角度精度0.1°。
图 电动六自由度平台示意
III.实验原理（单目6D）：单目高速摄像机拍摄安装在测量平台上的平面靶标，利用已知靶标角点的三维坐标（Z=0）与其在图像中的像素坐标，结合棋盘格实时标定的相机内参，解算测量平台在六个自由度上的位姿，进一步解算获得速度、加速度、角速度和角加速度。
IV.实验方法：采用对比测量方案，即单目6D测量与双目测量、激光+惯导法横向对比。
V.实验设备：千眼狼单目6D测量仪，由一台高分辨率高速摄像机2560×2016@2000fps、6Dof测量软件、平面合作靶标组成；其他测量方法相关设备。
图 单目6D测量仪示意
三、实验步骤
I.靶标安装：将定制靶标固定于动平台上，通过游标卡尺测量保证靶标坐标系与平台坐标系平行。
图 六自由度平台坐标系
II.设备架设：单台高速摄像机置于六自由度平台正前方，视场覆盖靶标区域。
III.实时标定：利用棋盘格完成单台高速摄像机畸变标定。
IV.坐标系对齐：调整软件坐标系，使测量坐标与平台控制坐标对齐。
V.实时测量与回放分析：≤5 Hz低频运动下，单目测量仪可以50 fps+实时输出6D参数，同时支持高帧率录像后回放测量模式。
图 单目6D测量仪实时测量示意
四、实验数据
千眼狼单目6D测量仪完整实时输出了六自由度平台低频运动下运动测量的全部参数，并通过现场激光数据（位移）、惯导数据（加速度）校验，符合六自由度平台校准规范要求。
图 单目6D测量数据
五、实验结论
本次实验系统验证了单目6D测量仪在六自由度平台运动测量中的方案可行性和技术优势，主要优势包括：
1）分钟级快速部署与场地友好：单设备、单人操作，10分钟即可完成，布站相较于双目测量不易受场地限制。
2）50 fps+实时测量：支持低频运动下全过程可视化测量，用户可实时根据数据趋势调整当前试验，避免了后处理带来的问题。
3）18项参数全输出：支持位移、角度、速度及其导数完整动力学数据链测量。
4）40%+成本降低：较双目测量成本预期降低40%以上，且系统结构简单，维护成本低。
5）亚毫米级测量精度：最优可实现0.2 mm测量精度，≤0.2°姿态精度。
综上，千眼狼单目6D测量仪适用于计量级六自由度测试，具备取代传统双目测量方案、激光/惯导方案的能力，同时具备在科研机构如船舶工程、建筑抗震、飞行器控制等研究场景中规模化应用的潜力。
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