基于平差优化技术的高精度三维标定方法

为提高工业机器人、自动化校准设备等智能系统的整体精度,基于罗德里格矩阵和最小二乘法拟合建立数学模型,解决了三维直角坐标系之间转换关系的工程应用问题。采用基于冗余测量数据的平面平差优化技术和定位坐标点的间接测量方法,提升了局部坐标系建立的精度。针对坐标点接触式测量和非接触式测量的技术缺陷,提出了采用激光跟踪仪测量终端,用标定工装辅助实现间接测量的方法,能通过多点的接触式间接测量保证被测定位坐标点的精度。最后经过多次试验验证了方法的可行性。

机载激光扫描中复杂建筑物轮廓线平差提取模型

建筑物轮廓线提取与规则化是房屋3维重建等处理中的重要步骤,目前大多方法面向多边形规则建筑物轮廓线的提取,而无法适用于包含圆弧轮廓线的不规则建筑物轮廓线提取.针对城市中这一类复杂不规则建筑物,提出一种结构化提取特征点的方法,并判断特征点的属性,对直角处的特征点进行条件平差,优化特征点的位置,而对圆弧处的特征点之间的边界点分段拟合圆弧,以得到平滑的符合实际情况的轮廓线.该方法可有效提取包含圆弧的建筑物轮廓线,最后通过上海陆家嘴地区的建筑物LiDAR(机械激光扫描)数据验证该方法的可行性和提取精度.

大尺寸自由曲面部件组合测量现场全局标定优化方法与应用

为了解决全局测量与局部精度控制的矛盾,为大尺寸复杂尺寸测量提供科学依据,研究了集成激光跟踪仪与光学扫描仪的组合测量及其全局标定。在扫描仪固定机构上建立了基坐标系,为激光跟踪仪提供了位姿观测基准。通过变换标定系统各组件的相对位姿以获取冗余观测数据,采用测量平差优化技术完成了扫描仪基坐标系与自身测量坐标系间的坐标转换关系的标定。此过程在测量之前完成,降低了对测量过程的干扰。利用激光跟踪仪实现了光学扫描仪的实时位姿监测,结合基坐标系标定结果实现了局部视角测量数据的统一转换。基坐标系的标定在测量之前完成,全局标定无需中介标定装置的辅助,减少了坐标转换环节并提高了测量精度与效率。对比实验表明,提出的全局标定与测量技术可有效地控制整体测量误差,能够满足飞机装配质量的在线检测需求。

全局一致性优化的无人机大倾角影像相对定向

针对无人机拍摄的大数据量大倾角影像三维重建,为获取影像的相对位姿,解决影像相对定向迭代不收敛、鲁棒性低等问题,提出了一种基于全局一致性优化的无人机相对定向方法。通过对增量式相对定向算法全局一次性平差优化改进,得到影像的高精度位姿信息。实验表明,该方法进行相对定向的效率与精度得到明显提高,并具有较好的鲁棒性。

一种单机移动视觉的交通事故现场快速勘查系统

针对目前交通事故现场勘查技术的缺陷和不足,提出一种基于单机移动视觉的交通事故现场快速勘查系统。试验结果表明该方法可行,且系统测量精度高,结构简单,应用灵活。

大尺寸复杂形状组合测量系统的全局标定与多视数据融合

为解决大尺寸复杂形状全局测量与局部精度控制的矛盾,提出以大空间测量设备为全局控制手段,集成终端近距离测量设备的组合测量、全局标定与数据融合方法.在多站位下观测测量控制网以获取冗余观测数据,利用测量平差优化技术完成控制网的高精度标定.建立全局测量坐标系与测量控制网的物理关联,实现测量空间基准定义的唯一性.布设扫描仪观测目标并建立基准坐标系,为扫描仪位姿空间定位提供观测目标.建立扫描仪坐标映射模型,基于平差优化技术完成模型的高精度标定.测量过程中通过移动扫描仪获取多视角精密测量数据,利用激光跟踪仪完成局部视角位姿的动态跟踪,结合控制网的坐标观测实现局部视角测量数据的全局标定与数据融合.实验结果表明,所提出的组合测量与标定方法有效地拓展了测量空间并控制了全局测量误差,同时避免了额外标定设备与标定操作的介入对测量工作的干扰.

基于编码标记点的高精度运动估计

为实现前景运动的精确估计,本文提出了一种基于编码标记点的高精度运动估计方法。该方法在测量环境内的前背景中粘贴环状编码标记点,并在每次前景运动后采集若干图像,通过同时估计所有相机位姿以及背景固定标记点、前景运动标记点的空间坐标,获取前景运动六自由度参数(旋转、平移)。为实现上述目标,本文提出了包括基于随机抽样一致性的编码标记点识别与提取,图聚类的编码标记点与相机分组,增量式从运动恢复结构的背景点与相机位姿初始化,图优化的前景点与前景运动初始化以及广义光束平差的全局优化等在内的一套高精度运动估计流程。实验结果表明,本文提出的前景运动估计方法精度在0.3 mm左右,可以满足高精度前景运动估计的需求。

DGPS车载导航系统中基准站坐标的测定

在简要介绍了DGPS基准站控制网建立的特点及作业流程后,着重讨论了此类GPS控制网建立过程中几个主要技术问题的解决方法,即用坐标转移法进行偏心观测、用尺度强制约束法或投影面重新选择法处理投影变形和内业平差。工程实践表明,上述问题的有效解决对DGPS基准站坐标的准确测定发挥了良好的技术支撑作用。

高精度水声定位技术在深海油田系泊安装中的应用

油气资源在目前的经济发展中发挥着重要的作用,在复杂多变的海洋环境下,针对深水油田群生产平台系泊安装需要高精度水下测量,本文提出一种高精度相对测阵水下定位技术。该技术首先基于射线传播模型进行部分信标绝对位置解算,然后使用信标间相互测距信息进行最小二乘法平差优化其余信标。实验数据结果表明,经信标间相互测距信息平差计算,不仅提高海底信标精度,而且提高了作业效率。