一种利用同名像点位姿变化建立某型器物量测系统误差补偿新方法

运动误差可由位姿变化反映,基于此提出了一种利用同名像点位姿变化建立某型器物量测系统误差补偿新方法。该方法首先在位置1处观测,通过控制器主动做定量位姿变化到位置2,结合位置1处外方位元素与坐标转换原理得到位置2处外方位元素初始值,进而利用条件共线方程解得位置2处标定板角点拟合像素坐标;然后在位置2处观测,并将标定板中同名像点像素坐标作为观测值,与拟合值作差可列出误差方程式,迭代求解误差改正数;最后利用获得的多组误差数据,通过非线性最小二乘拟合获得运动误差补偿模型。实验表明,利用该方法检测运动误差无需测量仪器参与,操作便捷,代价成本低;此外,补偿模型所需参数较少,补偿后误差减小至亚毫米级。     

三维坐标转换公共点最优权值的单纯形搜索算法

为提高三维坐标转换参数的求解质量,本文基于最优化算法提出了一种稳健的公共点加权坐标转换方法。以坐标转换后公共点的点位残差加权平方和最小为目标函数,利用Nelder-Mead单纯形直接搜索算法,寻找公共点坐标分量在解算坐标转换参数时的最优权重组合。以粒子加速器磁铁的准直安装为应用场景,利用模拟数据和实测数据对本文方法进行验证。结果表明:本文方法能够有效降低粗差观测值及质量不佳观测值的权重。与最小二乘、抗差估计等方法相比,本文方法解算结果的点位残差加权平方和更小,坐标转换参数质量更优。本文方法能提高三维坐标转换参数的求解质量,尤其适用于验前精度未知、观测数据质量不佳的情况。     

3D扫描点云拼接数学模型中参数选择对坐标转换精度的影响

对三维激光扫描点云拼接的数学模型进行了优化整合,并进行了分类和比较。平差参数选择的不同,数学模型在形式上的不同,坐标转换参数解的不同,扫描坐标转换后坐标的不同以及精度的差异,可以使用扫描转换的平面点位中误差、高程中误差和空间点位中误差(三项误差)来评定坐标转换精度。     

基于模型和广义点摄影测量的圆柱体自动三维重建与检测

基于圆柱体几何模型和广义点摄影测量理论,结合边缘曲线编组的椭圆提取方法,提出一种不需要已知圆柱体的空间位置与尺寸参数的、全自动的圆柱体三维重建与误差检测方法,推导出基于圆柱体几何模型和广义点摄影测量的数学平差模型,并给出各参数初始值的计算方法。利用已检校的立体相机获取圆柱体工业零件的立体影像进行试验,结果表明该方法切实可行。此方法可以推广到其他具有基本数学模型的工业零件的三维重建中。     

基于三点法的圆柱体中心测量

圆柱体构筑物放样或监测需要测量某个截面的中心坐标,传统的方法是用两至三台经纬仪通过视线交会的方法实现,存在效率低、精度不高等问题。本文利用一台全站仪通过观测圆柱体上3个点的坐标,充分利用圆柱体的几何特性,建立数学模型,实现了其快速高精度的中心点坐标测量。     

利用三维激光扫描技术检测工业构件螺栓孔的空间位置

面向工业检测领域提出了一种工业构件螺栓孔的空间位置检测方法,解决了大型工业钢结构特征位置的检测问题。通过三维激光扫描获得构件的完整点云,提取螺栓孔的点云,利用非线性的最小二乘方法拟合螺栓孔的中心,获得螺栓孔中心在点云坐标系中的坐标。同时,根据设计尺寸建立构件的标准模型作为检测的基准,将模型特征转换成一组点表示,拟合对应的螺栓孔中心,获得螺栓孔中心在模型坐标系中的坐标。利用两个坐标系中若干个公共点计算平移矩阵和旋转矩阵,最后将点云坐标系中的坐标转换到模型坐标系中,计算出标准模型与构件对应点之间的误差,从而实现对工业构件螺栓孔的空间位置精度检测。     

坐标变换方法用于佘山25-m射电天线归心测量的资料解析

在佘山25-m射电天线归心测量的资料解析中,对空间圆周拟合、空间直线拟合以及空间直线与平面的交点确定时,通过坐标变换方法,压制了观测噪声,确保了参数解的稳定性与准确性,得到了天线参考点的三维坐标及轴线偏差,精度达到了1mm水平,表明了归心测量各环节设计与实施的合理性以及坐标变换方法用于此处资料解析的有效性。     

典型加密图形的误差椭圆

在三角测量中,通常是用点位中误差来表征由于观测误差而引起的待定点的点位精度,它是根据任意坐标系的两个互相垂直的坐标中误差求得,其几何意义是待定点位置误差的几何平均值。由于观测误差的影响,待定点的位置在该点各个方向上都包含有误差。为了全面地确定这些误差的大小,就需要计算待定点的误差椭圆。而点位中误差却不能反映这些具体方向上位置中误差的大小。     

大尺寸高精度三维控制网技术探讨

空间大尺寸机构的位置和姿态测量是诸多领域中不可或缺的必要环节。而传统的一维测量技术在精度、范围和速度上已经无法满足越来越高的需求,因此必须探索新的测量技术和方法。激光跟踪仪的单站坐标测量精度在局部范围内能够达到几十个微米量级,如果要在大尺度空间内同样实现该坐标测量精度,则需要建立全局的精密三维控制网。为了解算控制点全局坐标以及测站的位置和姿态参数,文中基于边角观测值和坐标转换模型建立了激光跟踪仪三维边角网整体平差模型。平差过程中,为了削弱激光跟踪仪测角误差的影响,建立了合理的角度和距离观测值权矩阵,为高精度距离观测值赋予较大的权值,从而对其进行约束。将该方法应用于宝钢不锈钢冷轧厂生产线的安装检测和轧辊轴线平行度测量,基于激光跟踪仪自由设站理论实现大尺寸精密三维控制网的建立,取得了良好效果。     

单站点云坐标转换参数的线性拟合解算方法

针对三维坐标转换公式是非线性的,会造成在旋转角度任意大小时影响平差计算转换参数的问题,该文根据罗德里格矩阵的性质,建立坐标转换的线性拟合模型,计算6个拟合参数,并计算坐标转换参数。利用三维激光扫描仪获得物体形状信息后,需要将点云坐标系统转换成工程测量中使用的国家或地方坐标(指定坐标)系。多站实验后的数据分析表明,平面点位误差为21.27mm,高程中误差为18.96mm,证明此方法可靠有效。