三目立体工业摄影测量系统外部参数的快速标定

针对我国锻件在位检测装置和测量方法落后的问题以及立体工业摄影测量现场控制场建立难的问题,开发出三目立体工业摄影测量系统,并提出系统外部参数标定方法,将控制场坐标系建立在相机上。试验证明,利用三目立体工业摄影测量系统解算物方点坐标的精度为0.201mm,验证标定精度的可靠性,满足在高温锻件测量现场建立简单、有效的高精度立体工业摄影测量控制场的应用需求。     

车载测量系统几何标定的探讨

文章针对移动车载测量系统的各项系统误差来源进行了分析,建立了相机畸变模型,以地面高精度三维控制场为依托对各项系统误差(相机畸变、GPS偏心矢量、IMU视准轴偏心角)进行了标定,并对标定后系统的直接定位绝对精度进行了评估。实验证明,系统几何标定之后具有较高的直接定位绝对精度,能够满足移动测量的需求。整个标定方案对于其他移动测量系统也具有一定的借鉴意义。     

OptiTrack系统点位测量的精度测试

OptiTrack系统用于工业测量前需要先对其测量精度进行测试。利用平面测量点对OptiTrack系统分别进行了内符合精度和外符合精度测试实验,实验结果表明在3m范围内,OptiTrack系统三维坐标重复测量精度优于0.04mm,点位测量的均方根误差优于0.2mm,可满足中等精度工业测量需求。使用控制变量法分析了帧率、曝光时间、灰度阈值、红外LED亮度四个系统参数的取值与OptiTrack系统测量精度的关系,得出了实验环境下四个参数对测量精度的影响规律。     

基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法

为了对UWB(Ultra Wide-Band)室内定位系统精度进行有效的评估,提出了一种基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法。该方法的实现是基于两个实验完成的。其一是使用全站仪对运动捕捉系统进行精度验证,通过布尔莎七参数坐标转换模型对实验数据进行处理,表明了运动捕捉系统的精度满足要求,可以用于标定UWB室内定位系统的精度。其二是通过运动捕捉系统来标定UWB室内定位系统的精度,以运动捕捉系统采集的数据为真值,将UWB室内定位系统采集的数据与运动捕捉系统采集的数据进行比较,得出的标定结果符合实际情况,表明了标定方法是有效和可靠的。     

基于速度误差的加速度计闭环标定方法

针对长航时、高精度移动测量系统中加速度计组件标定周期长、参数重复性不好等问题,该文提出一种基于速度误差的加速度计组件闭环标定方法。通过推导加速度计标度因数误差和安装误差的标定误差与系统速度误差之间的关系,以惯性导航系统解算的速度误差作为观测量,设计加速度计组件闭环标定路径,不断对标度因数和安装误差进行修正,并根据加速度计器件精度和标定参数分辨率设定闭环标定结束阈值。标定及导航实验结果表明:加速度计组件闭环标定方法可以完成标度因数和安装误差等9个标定参数的计算,惯导系统定位精度提高20%以上。     

SeaBeam 3012深水多波束测深系统标定方法

以"向阳红10"科考船船载SeaBeam 3012多波束测深系统为例,对深水多波束系统的标定方法进行研究,依照海试标定试验对海上标定的步骤进行了较全面的阐述,通过标定测量得到水下换能器阵安装偏差结果,并对该系统进行了性能测试和精度评估。通过对采集到的水深数据进行分析,可知该测深系统的水深数据质量可靠,地形图能客观、合理地呈现海试区域的水深和地形地貌信息。     

卫星导航设备收发链路时延测量方法研究

导航设备的时延标定与测量技术水平直接影响着导航系统的性能、精度,阐述了导航设备时延的概念,重点分析了使用时延测量设备进行导航设备收发链路时延测量与标定的具体方法。基于该方法进行了导航设备时延测量有效性和准确性实验。实验结果表明了使用时延测量设备进行时延测量与标定的优越性。     

工业摄影测量中基准尺长度标定方法研究与试验

总结了我国工业摄影测量用基准尺长度标定的3种方法,对基准尺长度的标定方案和标定过程进行了研究。以国产某型号基准尺为例,对3种方法的特点进行了详细论述。通过实验研究,发现摄影测量法的实验重复性比较好,其次是灰度中心法,最差的是几何中心法;基准尺上标志点的外形质量对标定结果有较大影响。通过对3种方法的研究,以期为我国工业摄影测量中基准尺长度标定规范的制定提供借鉴和参考。     

用于普通相机标定的三维控制架测量方法

普通相机标定的三维控制架降低了控制场的建设成本,使用户自主进行相机标定成为可能。针对如何快速准确进行三维控制架测量,获得高精度控制点坐标问题,该文分别采用两测站空间前方交会法和单测站空间极坐标法对三维控制架进行测量,分析对比两种方法的测量精度,并总结出提高测量精度的方法。实验表明,两测站空间前方交会法测量精度高,测量方法简便易行,精度稳定可靠。     

摄影测量技术在机载设备安装位姿标定中的应用研究

针对飞行试验中机载设备安装位姿自动化标定难题,提出一种基于摄影测量技术的双目视觉测量系统。对系统中涉及的双目立体视觉测量技术、视觉测量系统标定技术、图像特征点自动化检测技术等关键技术进行深入研究,提出基于角锥体法与光束法相结合的标定方法。角锥体法为光束法提供计算参数的迭代初值,大大增强了迭代计算的收敛性与稳健性。在经典边缘提取算子的基础上,利用梯度幅值均值法对特征点中心图像坐标进行亚像素求取,同时研究编码点的设计原则与自动化检测方法。试验结果表明,该测量系统可对设备安装进行快速标定,整体精度达到0.05 mm,完全满足测试任务对精度的要求。     

基于图像测量的花键套端面尺寸检测

设计了一套基于图像测量技术的花键套端面尺寸检测系统,采用高分辨率工业相机获取零件图像信息,使用相机标定技术标定相机参数,以校正光学系统导致的零件图像畸变,通过图像处理技术处理并分析图像,得到图像特征尺寸信息,最后采用分区域标定像素当量的方法得到零件实际尺寸.使用该检测系统与三坐标测量仪检测系统进行对比实验,实验结果显示,该系统尺寸检测结果与三坐标测量仪检测结果比照相差不超过10 μm.每个零件检测时间不超过20 s,速度远远快于平均检测时间需约2 min的三坐标测量仪检测方法,因此在满足检测精度的基础上大大提高了检测速度,实现了花键套尺寸批量检测.     

基于激光跟踪仪的传感器坐标标定应用研究

传感器空间位置标定是测量系统集成与安装的关键技术之一。根据激光跟踪仪的特点与优势,探讨了激光跟踪仪应用于移动测量多传感器坐标转换关系标定的可行性与适用性;重点探索了基于激光跟踪仪的传感器标定测量与数据处理方法,并分析了标定误差及其影响因素。针对船载多波束单体标定需求,基于Leica AT930型激光跟踪仪和经纬仪工业测量系统展开对比分析和标定对比实验,从而证明了采用接触测量为手段的激光跟踪仪能满足部分传感器标定任务需求,能极大提升便捷性与标定效率。     

基于IGG3的数字工业摄影测量抗差光束法平差

数字工业摄影测量中,相机拍摄的不同相片得到的像点坐标被视为等精度观测值,其权值被定为单位权进行平差计算。自检校光束法平差能够有效的补偿系统误差,但测量过程中仍然不可避免地存在粗差和随机误差。为了进一步提高数字工业摄影测量平差计算结果的精度,结合抗差估计具有"充分利用有效信息,限制利用有用信息,排除有害信息"的特点,对自检校光束法平差方法进行改进,提出了一种基于IGG3的抗差光束法平差方法;并进行公共点转换实验和重复测量实验来评价其外符合精度和内符合精度。实验结果表明改进后的方法比原方法计算所得的结果精度更高。     

质心法在航空影像框标定位中的应用

航片框标定位的精度直接影响摄影测量测图的质量,传统的基于影像匹配的框标定位算法精度只能达到像素级。文中提出一种模板匹配与质心法相结合的航片框标定位方法,先利用模板匹配进行概略定位,再利用质心法进行框标点的精确定位,将精度提高到亚像素级。实验证明该方法可以有效地提高精度。     

车载移动测量系统研制与应用实践

为满足高精度空间信息获取的需求,本文在集成高端国产激光雷达、惯性测量单元等传感器的基础上,研发了新一代测绘级车载移动测量系统。设计优化了系统通信总线,对影响系统精度的因素进行了分析,并提出了激光雷达锥扫角标定方法及系统整体标定方法,提出了使用RTK优化POS数据的方法,精度达到厘米级。该系统在带状测图、高精度导航地图生产中进行了探索应用,证明系统安装便捷,采集处理速度快,满足高精度空间数据获取的需求,提高了空间数据获取的效率和精度。     

经纬仪与视觉深度组合测量

组合测量是精密大尺寸测量的重要研究方向,提出一种经纬仪与视觉深度组合测量方法,对方法的原理以及其中的标定技术和高精度中心定位技术进行论述。精度验证实验表明,组合技术的定位测量精度优于0.05mm,准直精度优于2″,证明测量方法的正确性和可行性。     

360°激光扫描仪锥扫描角标定

360°激光扫描仪已广泛应用于车载移动测量系统,是车载移动测量系统的关键传感器之一,它的测量精度直接影响整个系统的最终测量结果。根据360°激光扫描仪的工作原理,发现了一种新的设备测量误差源——锥扫描角,分析其产生的原因,设计了动态标定和静态标定两种试验方案,验证锥扫描角的存在,并对其作出标定。提高了360°激光扫描仪的测量精度,为同类设备的标定提供参考。     

无定向点优化布局的多边交会测量精度分析

多边交会系统利于提高激光跟踪仪坐标测量精度,但测量精度易受测站布局和系统参数标定精度的影响。引入球心拟合的无定向点系统参数标定法,避免传统系统参数标定精度受定向点分布的影响,根据无定向点系统参数标定模型推导出多边交会的最佳测站布局——直角正三棱锥,从而保证多边交会测量精度。仿真结果表明,在5 m范围内,球心拟合的无定向点系统参数标定中误差为0.006 4 mm,最佳测站布局下多边交会的点位中误差为0.005 mm。经标准尺长度测量验证和四面体标准器坐标测量验证,优化后多边交会的长度测量中误差为0.003 6 mm,坐标测量中误差为0.005 3 mm。在无定向点系统参数标定和直角三棱锥布局下,激光跟踪仪多边交会能够实现微米级三维坐标测量。     

机载POS系统中惯性测量单元精度检校方法

本文简要介绍了GPS/INS组合技术的优势和特点,分析了惯性测量单元(IMU)的工作原理及精度影响因素,系统阐述了机载POS系统中IMU的检校方法和精度评定方法,包括初始对准重复性检测、跟踪姿态角精度的标定和静态漂移检测等,并利用双轴数控转台,对3台不同类型的国产POS系统进行了数据采集、处理和对比分析,实验初步表明,...     

一种视觉引导经纬仪自动测量方法

文中将TM5100A经纬仪加载高精度摄像头构造视觉引导测量设备,标定十字丝中心点在像平面坐标系下的坐标,对经纬仪旋转水平角和垂直角与目标图像中心像素坐标之间的关系进行标定;摄像头采集目标图像并处理获取目标中心像素坐标,根据像素坐标与经纬仪旋转角关系计算经纬仪旋转角度,进而实现视觉引导经纬仪自动测量;对加载摄像头的经纬仪驱动误差进行测试,驱动误差允许的情况下测试并分析了视觉引导装置的点位测量精度、角度测量精度以及视觉引导准直测量精度,比人工测量精度高,符合工业测量的需求。