动态位姿激光跟踪测量定向解算精度分析

激光跟踪仪采用激光干涉测量技术,可对空间运动目标进行跟踪并实时测量其空间三维坐标,具有采样频率高、测量精度高、测量范围大等特点。根据测量对象动态性的特点,对动态位姿测量的需求更加迫切,由多台激光跟踪仪组成的测量系统对目标进行实时动态位姿测量引起人们的关注。文中由3台激光跟踪仪组成动态测量系统,建立测站坐标系,根据空间直角坐标系转换模型统一测量坐标系,提出两种转换参数的计算方法,并通过实验验证两种方法的可行性和精度。     

单目运动目标的位姿实时测量方法

针对如何快速实时地获取运动目标位姿参数的问题,该文提出了一种单目运动目标位姿实时测量的方法,设计了标志点像物方匹配检测状态机和快速跟踪匹配状态机。匹配检测状态机在无标志点差异的条件下,采用反投影法得到最佳物像匹配对应关系,为快速高效跟踪匹配提供位姿初始解;提出了一种基于精度评定的状态切换机制,既发挥了跟踪匹配的高效性,又避免跟踪失败造成的位姿测量永久失败。实验结果表明,反投影法能够有效地筛选出最佳的像物方匹配对应关系,快速跟踪匹配状态机能够通过跟踪标志点高效地计算匹配关系和位姿参数,状态切换机制及时地判断跟踪错误,并迅速切换至匹配检测状态,实时测量全过程能高稳健运行。     

三维目标位姿跟踪与模型修正

本文是机器视觉参量下的三维数字摄影测量智能构像基础工作之一：成像系统位置姿态自动跟踪与精密修正,属于摄影测量与机器视觉、数字图像处理等学科交叉的摄像测量领域。针对基于目标3D模型的位姿跟踪问题开展研究,对相关研究的现状进行梳理,并提出系列位姿跟踪与模型修正方法。在完全已知目标3D精确模型的情况下,对于包含丰富直线特征的特殊目标,提出基于直线模型的目标位姿跟踪方法,实现了目标位姿参数的精确跟踪;为处理更为一般目标,利用目标的3D边缘模型,提出法向距离迭代加权最小二乘位姿估计方法及距离图迭代最小二乘位姿跟踪方法。当目标3D直线模型参数不准确时,结合光束法平差思想,提出一种针对序列图像的基于3D直线模型同时位姿跟踪与模型修正方法,联合优化求解目标位姿参数及3D直线模型参数,在模拟空间卫星目标位姿测量的仿真试验中,模型直线朝向、位置误差及目标位姿平均角度、平均位置误差分别为0.3°、3.5 mm及0.12°、20.1 mm。针对包含丰富直线特征的目标,在其3D直线模型完全未知的情况下,提出基于序列图像直线对应的目标结构重建与位姿跟踪方法,利用序列图像信息,在SFM框架下同时优化求解目标直线模型参数及位姿参数,仿真试验条件下,重建模型直线朝向、位置误差及位姿参数平均角度、平均位置误差分别约为0.4°、7.5 mm及0.16°、23.5 mm。     

多台激光跟踪仪联合动态位姿测量精度评定方法研究

多台激光跟踪仪组网联合动态测量具有测量范围大、测量精度高、采样频率高的优点,在工业大尺寸动态位姿测量领域具有广泛的应用前景.目前激光跟踪仪动态测量精度评定主要针对单台激光跟踪仪,无法满足多台激光跟踪仪动态位姿测量精度评定的要求.文中提出基于物方先验约束条件的动态位姿测量精度评定方法,通过空间圆轨迹发生器和铟钢四面体,提...     

相机与激光跟踪仪相对位姿标定方法的研究

在空间目标的六自由度精密测量中,激光跟踪仪测量技术与视觉测量技术的联合应用越来越多,为解决相机坐标系与激光跟踪仪位姿模型的标定问题,研究一种利用罗德里格矩阵标定相机坐标系与激光跟踪仪坐标系相对位姿的方法。首先,分别用激光跟踪仪与相机测量出公共靶点坐标和拍摄含有靶点的照片,再用标志中心提取算法和单张相片空间后方交会算法解算出靶点在相机坐标系下坐标,最后利用罗德里格矩阵进行坐标系转换,即可标定出相对位姿。实验结果表明:标定模型X轴平均误差和均方根误差分别为0.005 7mm和0.006 2mm;Y轴平均误差和均方根误差分别为0.003 2mm和0.003 5mm;模型的标定精度和稳定可靠程度基本满足测量需要。     

一种基于单相片的位姿测量方法

针对大尺寸物体位姿实时精密测量的需求,基于单像空间后方交会原理,设计一种基于单相片的位姿测量方法。位姿重复测量实验表明,在6 m范围内,文中方法位置重复测量精度优于0.021 mm,角度重复测量精度优于0.003 6°。与激光跟踪仪测量结果的公共点转换实验表明,文中方法位置测量精度优于0.060 mm,角度测量精度优于0.005 2°。文中方法操作简单,设备成本低,适用性好,能实时、高精度测量大尺寸物体的位姿。     

基于激光跟踪仪的长轴类工件测量方法研究

在基于激光跟踪仪的很多工程测量项目中,不同因素导致的多种观测误差并存。但是在不同的测量方法中,各种观测误差对于观测精度的影响程度并不相同。本文在计量实验室的标准检测环境下,利用超长导轨和旋转球杆为工具,模拟基于激光跟踪仪的长轴类工件测量。研究发现,针对长轴类工件的长度测量,将激光跟踪仪架设于工件一侧,大致位于工件1/2长度的位置,全长范围内的测长精度更高,优于将激光跟踪仪架设于工件的一端;针对长轴类工件的直线度测量,在相同条件下,激光跟踪仪静态测量和动态测量的精度无显著差别。可根据实际工程需要和测量精度要求,酌情选择静态测量或动态测量方法。     

激光跟踪仪动态精度评定方法研究

激光跟踪仪采用激光干涉测距和动态度盘测角,单次测量时间为1/3000 s,可对空间运动目标进行跟踪并测量其空间三维坐标,具有测量速度快、测量精度高、测量范围广等优点。本文在对激光跟踪仪动态跟踪原理及检校方法进行理论分析的基础上,依据激光跟踪三维坐标测量系统校准规范,利用最小二乘原理对空间所形成的圆平面进行了拟合解算,采用统计分析的方法对激光跟踪仪的动态精度评定进行了比较深入的研究;以Leica AT901-B激光跟踪仪为例,借助球杆装置,对激光跟踪仪的动态性能进行了测试。     

基于四元数视觉导航算法确定目标位姿

采矿安全是世界各国面临的一个重大科技难题,为了实现自动化开采或减少人员直接参与开采,本文采用四元数算法对井下导航技术进行研究,并进行了仿真实验。实验表明,基于CCD相机的视觉导航是井下导航的一种有效方法。     

基于UNIX的动态地理目标跟踪技术

介绍了基于UNIX动态地理目标跟踪原理与系统设计思想,详细阐述了一种在UNIX下实现地理信息显示及动态目标跟踪的方法,并根据自己的开发经验介绍了消除闪烁、提高目标显示效果的技术方法。     

激光跟踪仪并动态测量数据粗差探测技术分析研究

激光跟踪仪在进行动态测量时具有测量范围大、精度高、采样频率高等优点,在工业大尺寸动态位姿测量领域具有广泛的应用前景.激光跟踪仪动态测量采用空间球坐标系测量原理,三维坐标测量值缺乏检核条件,虽然测量精度高但受环境等因素影响易产生粗差,且测量系统缺少发现粗差的条件.针对这一问题,本文将小波分析技术应用于激光跟踪仪动态测量数...     

激光跟踪仪用于大型预埋板形位误差的检测

根据激光跟踪测量系统的特点,结合工程实例,用跟踪仪自由设站测得预埋板所要检测的数据;用平面拟合、直线拟合、坐标转换等数据处理方法,得出偏差数据,很好地对预埋板的形位误差进行了检测,以便设计、施工的需要。     

一种基于导航接收机的 ADC动态有效位测量方法

模数转换器（ADC ）是连接模拟电路与数字电路的纽带,其动态有效位直接影响导航接收机的性能。目前常用的 ADC动态有效位测量方法基于单频信号,其测量准确性依赖于信号源的载噪比,对于处理扩频信号的导航接收机来说,其测量结果并不一定能真实反映接收机的实际情况。本文基于导航接收机解扩端载噪比,提出了一种可以直接测量导航接收机ADC动态有效位的方法,并通过实验对测量结果进行了验证。     

一种激光厚度测量方法的研究

阐述了利用激光器、图像传感器进行非接触厚度自动测量的原理。实验表明该方法具有实时性能好，测量重复精度较高等优点。     

一种激光厚度测量方法的研究

阐述了利用激光器、图像传感器进行非接触厚度自动测量的原理。实验表明该方法具有实时性能好,测量重复精度较高等优点。     

一种基于序列立体观测的非合作目标位姿监测方法

非合作目标的位姿监测,是空间目标态势感知的重要内容之一。本文提出了一种基于立体观测的非合作目标位姿变化监测方法,采用单目观测序列提取Harris角点,运用金字塔稀疏光流法对其进行运动跟踪,利用影像匹配和前方交会获取运动点三维坐标,最后将运动点坐标带入运动方程解算目标位姿变化。半实物仿真试验结果表明:相机距目标距离约为2.5 m时,位置变化检测精度优于2.5 mm,姿态变化检测精度优于0.5°。相比于基于先验信息和特征提取的传统方法,该方法基本满足对非合作目标监测、跟踪、绕飞时位姿测量需求,且在适应性和精度上均有提高。     

基于序列影像的飞机姿态跟踪测量方法研究

探讨了一种基于序列影像的飞机姿态获取方法。基于这些影像和运动轨迹,从摄影测量和投影几何的角度出发,深入探讨了利用序列影像对空中飞行的目标进行姿态跟踪测量的方法,并提出了利用广义点反馈迭代的最小二乘方法 (parapointfeedbackiteration,PFI)和模拟影像与真实影像匹配的目标姿态跟踪求解方案。     

顾及道路约束条件的动态目标检测与跟踪方法

智能交通是智慧城市的重要组成部分,面对复杂多变的道路背景,如何能够快速检测、跟踪道路监控影像中的动态目标,是智能交通建设的关键技术难点。本文根据道路监控视频特点,提出了采用道路约束条件与颜色特征集相结合的动态目标跟踪方法,以道路约束条件确定运动目标搜索区域,利用HSV颜色特征集进行特征匹配,然后基于ⅡR滤波背景法对背景影像进行更新及动态目标的检测,并根据道路约束条件与颜色特征相结合跟踪方法实现对动态目标的跟踪及动作预测。试验结果表明该方法可准确对运动目标进行检测与跟踪,且对慢速运动目标也具有较好的响应能力,实现了对道路动态目标的实时检测与跟踪。     

单目视觉下基于对偶四元数的运动目标位姿确定

利用对偶四元数研究运动载体和目标之间相对运动的单目算法大多是仿真验证,缺乏实验验证。针对这些不足,在James方法的基础上,扩展了状态量,推导了相应的系统模型和观测模型,组成新的滤波方程。匀速旋转的转台实验验证了改进算法的优越性。     

星载激光测高系统外场检校测量方法研究

针对我国现阶段星载激光测高系统外业检校测量空白的现状,通过对已完成的资源三号02星和高分七号激光测高载荷在轨检校测量的探讨研究,提出了一整套集场地选取、控制网布设、实时动态载波相位差分技术坐标放样和采集,激光探测器布设等为一体的测量方法。在此基础上,进行外场检校软件系统的研发,实现了任意带高斯投影坐标正反算、不同框架和历元间的坐标转换和外场放样数据的快速计算获取等模块功能。实验结果表明：所测激光探测器点位坐标精度能够达到±5 cm,特征点坐标转换精度达到±6 cm,满足检校试验对三维空间坐标的精度需求,为星载激光测高系统外业检校测量提供了可以参考的模式。