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...     

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。     

激光跟踪仪坐标测量精度分析

激光跟踪仪是目前精度最高的移动式坐标测量系统,其实际测量精度是否符合标称精度,直接决定了测量精度能否满足需求精度,因此对仪器坐标测量精度的分析显得十分重要。坐标转换模型是反应多站测量坐标精度的理论基础,不同模型在反应仪器精度的准确性、精确性、稳定性和计算速度等方面有较大差别。本文对常用的坐标转换模型进行了对比分析,得出结论是四元数模型具有算法严谨、抗奇异性、表达简洁、运算快速和易于实现等优点,适用于计算坐标转换精度。本文以Leica AT901_b激光跟踪仪为例,进行坐标测量精度分析。多次设站获取同一组目标点数据,每测站与目标点保持良好网形结构,数据处理时首先排除粗差并检验可靠性,然后采用四元数模型计算坐标转换参数,并通过最小二乘平差算法解算参数精度及坐标测量精度。另外,为了反应激光跟踪仪的坐标测量精度与目标点距离的关系,本文以Leica AT901_b为例进行实验,在测程内由远及近多次设站获取数据,计算坐标测量内符合精度并给出了目标点距离与坐标精度的关系曲线。     

激光跟踪仪的测量误差解析与精度仿真

激光跟踪仪基于球坐标法测量原理,通过测角、测距实现三维坐标的精密测量,由于角度和距离对整体测量精度的影响存在较大差异,需要对其全量程测量精度变化规律进行研究.鉴于激光跟踪仪可以在任意安置姿态下进行三维坐标测量,文中首先分析"仪转角"和"仪顶角"两个术语的基本含义,区别传统的"水平角"和"竖直角".基于误差传播定律,以仪器测角、测距的标称精度为依据,对激光跟踪仪的点位测量误差进行解析.以L eica A T 930型激光跟踪仪为例,重点分析"测角线性误差"和"测距误差"的悬殊性.并通过仿真模拟,分析空间三维坐标精度随各观测要素的变化规律,探讨"解析点位精度"与"标称点位精度"之间的精度差异.     

多变量整体最小二乘在激光跟踪仪转站中的应用

激光跟踪仪转站实质是就是三维坐标转换,转站前后坐标误差必然存在,导致系数矩阵中必然存在随机误差。为消除系数矩阵中携带的随机误差对激光跟踪仪转站精度的影响,提高激光跟踪仪转站的精度,文章采用基于EIV(Error-in-Variable)模型的多变量整体最小二乘求解转换参数。多变量整体最小二乘在考虑观测矩阵结构性的基础上同时对观测矩阵与系数矩阵进行改正,其思路是将旋转参数、尺度参数和平移参数分开求解,避免了计算转换参数循环迭代的过程。实验结果表明,多变量整体最小二乘获得的参数估计值比最小二乘平差法获得的参数估计值更加接近设计值,提高了转站的精度。     

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...     

激光跟踪仪的现场测量精度评定

根据激光跟踪测量系统的特点,用一种评定激光跟踪仪现场测量误差的方法,即布设一个小型实验控制网,从各个测站对所有的固定目标点分别进行测量,对所测的数据进行光束法平差,然后对平差之后水平角、垂直角、斜距的残差进行统计计算,得出跟踪仪在现场的测量精度,这种方法把现场的测量环境,仪器的自身性能,操作人员的水平等因素包括在内。     

LTD500激光跟踪测量系统原理及应用

激光跟踪测量系统是瑞士徕卡公司生产的高精度工业测量仪器，它具有测量精度高，实时快速，动态测量，便于移动等优点。在航空航天，汽车制造，电子工业，高能粒子加速器工程以及大尺寸计算等行业中，均有广泛应用，随着我国上述行业测试计算的迅速发展，这类仪器已开始大量引进，如在沈飞，西飞，上飞及一些研究所已应用于生产实践，本文主要介绍激光跟踪仪的原理，校准方法及应用情况。     

激光跟踪仪精度仿真与实验分析

随着现代工业技术的迅猛发展,制造业对设备尺寸及空间位置精度要求越来越严苛,已达微米级。激光跟踪仪作为一种高精密,便携测量工具被越来越广泛地应用于工业测量项目中。本文在误差传递理论及空间几何学基础上,推算激光跟踪仪在空间测量中定向误差与测程和测角之间的关系,并通过MATLAB软件进行定性与定量仿真分析,最终设计实验对结果加以验证。所得结论为构建大尺寸空间测量体系提供了理论依据并对今后工业现场测量作业起到指导性作用。     

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。     

惯性系统/激光测距仪组合定位技术研究

本文针对捷联惯性系统定位精度随误差积累而降低的情况,提出了一种基于惯性系统和激光测距仪的组合定位技术,并加以调平转位机构辅之。主要研究了捷联惯导系统静基座初始对准,分析了初始对准的精度,推导了激光测距仪载体坐标系到导航坐标系的坐标转换关系。最后,通过仿真和实施相关实验验证该定位技术。结果表明,此方法的测量误差较为稳定,误差大小在允许范围内,定位精度较高,具有一定的可行性。     

全站仪坐标导线的施测与平差探讨

提出了全站仪坐标导线外业施测时的检核方法和内业几种严密平差方法。     

平面相似变换的粗差探测方法及应用实例

基于最小二乘法的平面相似变换对粗差的反映不灵敏、稳健性差.在平面相似变换的模型建立前,必须进行粗差探测,剔除存在粗差或等级较低的公共点.本文介绍了粗差的探测方法及应用实例.     

高程误差对双星定位系统定位精度的影响研究

分析了两种获得高程的途径对定位精度的影响,推出其误差表达式。大量的仿真分析结果表明,在两种情况下,相同的数字地图高程误差与高度表误差对定位精度的影响完全相同,同时两种高程误差对定位精度影响的规律为:对东西向定位误差影响较小;而对南北向定位误差影响较大,纬度越低影响越大,纬度越高影响越小。     

地面三维激光扫描仪在桥墩垂直度测量中的应用

桥墩垂直度是影响桥梁安全的一个重要部分。现有全站仪测量垂直度的方法作业效率低、作业环境危险;且对高桥墩、大仰角垂直度测量较困难。提出将地面三维激光扫描仪应用在圆柱形桥墩垂直度测量中,利用分层切片拟合桥墩中心线的方法,计算桥墩垂直度。采用的分层切片拟合法较整体拟合方法建模精度高,更能准确测量桥墩垂直度;同时该方法对不同形状的桥墩同样适用。实验结果表明,这种方法与全站仪测得的垂直度相比在误差范围以内,该方法在桥墩垂直度测量中具有一定可行性。     

空间构件形位检测方法与技术进展

精密工程与工业测量技术应用领域拓展及其与工业计量测试技术的交叉融合,衍生出"空间构件形位检测"技术、方法与系统。本文详细论述了"空间构件"与"形位检测"的定义及范畴,依测量原理将大尺寸空间构件形位检测技术归纳为正交系测量系统、空间支导线测量系统、三角法测量系统和球坐标法测量系统等,综述了各类测量系统和软件的技术进展,分析指出了狭长或超大空间、恶劣环境、目标动态变化等条件下的形位检测难题。     

基准站设置对POS系统定位精度的影响

利用实际航摄资料分析了地面基准站设置对机载POS系统定位精度的影响,比较了利用其定位结果进行POS辅助空中三角测量和直接对地目标定位的精度。实验表明,架设GPS基准站可以明显提高POS系统定位的高程精度,无地面基准站的POS系统定位结果可满足1∶50000小比例尺航测成图的精度要求。     

基于平面四参数法的国土测绘档案历史坐标转换

为了给统一国土测绘档案历史坐标提供新的技术支撑,本文详细介绍了一种平面四参数坐标转换的方法,然后给出算例求解,并通过了检核。该方法可广泛使用于国土测绘档案坐标转换中。     

利用三维激光扫描技术检测建筑物平整度及垂直度

利用地面三维激光扫描仪对某建筑物进行全自动高精度立体扫描,获得目标建筑物表面的三维空间点云信息,经过研究分析提出了一种根据点云提取建筑物中心轴线的方法,采用随机采样一致性算法（RANSAC）拟合直线,并采用整体最小二乘算法拟合平面。通过分析拟合平面及拟合直线的几何特征来检测建筑物的平整度和垂直度,实测数据分析结果表明,三维激光扫描技术在建筑物立面平整度及垂直度检测中具有较高的可行性和适用性。