工作空间测量定位系统加权问题研究

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,简称w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统,工作空间测量定位系统也存在着为不同测量节点分配权重的问题。考虑到在定位过程中误差的复杂性,提出一种根据不同测量区域,利用统计数据对不同测量节点动态分配权重的分权方法。为验证此方法,设计了对比实验,实验结果表明:文中提出的加权方法可显著提高工作空间测量定位系统的测量精度。

基于IAGA的空间测量定位系统测站优化部署

空间测量定位系统是一种基于光电扫描的角度交汇测量系统,由于该系统是在多测站协同作用下实现坐标测量,因此测站的布局优化是应用时面临的重要问题。为了解决该问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的测站优化部署方案。以系统定位精度、覆盖度和使用成本作为多目标优化函数;将进化代数衰减因子与自适应遗传算法相结合,根据多目标函数建立改进自适应遗传算法优化流程;对2~4个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,与传统自适应遗传算法相比,该方法能在10~20代内收敛到最优解并获得更优的目标函数值。因此该方法在空间布局优化设计中能有效提高系统的测量性能。

面向先进装备制造业的室内空间测量定位系统

在以航天航空、造船为代表的大型装备制造业中,精密测量技术是产品质量的重要保证,目前以激光跟踪仪为代表的传统单站式测量系统已无法适应如今超大空间与高效率的测量要求。作为分布式测量系统,室内空间测量定位系统因其扩展性好、可并行测量等优势,已被广泛应用于先进装备制造业。本文详细阐述了室内空间测量定位系统的基本传感机理,梳理总结了整套系统的关键技术,并介绍了室内空间测量定位系统的相关工业应用。

工作空间测量定位系统最佳测量点的确定方法

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面交会的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域的测量和检测任务。作为一种大尺寸的测量系统,与中小尺寸测量系统相比,它的测量空间与测量精度的矛盾更加突出。如何寻找此系统所覆盖测量空间内精度最高的一个点或者以此点为中心的一个区域是一个非常重要而且有意义的问题。从该测量系统的测量原理出发,与传统经纬仪相对比,给出一种利用解算方程系数矩阵的条件数作为评价空间交会优劣的评价模型,继而引入粒子群算法来求解测量空间内的最佳测量点,实验结果表明:评价模型和对应的求解方法是正确的,也是有效的,利用此方法得到的测量点为中心的区域坐标不确定度最小,而且此方法为今后的发射站布局问题的研究打下了有益的基础。

室内空间测量定位系统在飞机制造装配中的应用

在测量原理及系统架构的基础上,介绍了该系统在飞机制造装配中的应用,并结合航空制造装配中零组件数量多,尺寸各异、形状复杂的特点,提出将该系统作为全局控制网,配合终端精测的方法实现高效率、高精度、低成本的数字化精确装配。室内空间测量定位系统作为一种新型的数字化测量系统,在航空制造领域具有重要的应用前景。

基于后方交会的室内空间测量定位系统定向方法

为了实现室内空间测量定位系统(w MPS)发射站定向参数的快速、精确校准,提高其方法的适应性,研究了一种新的发射站定向方法.本方法借鉴工程测量中的后方交会原理,在w MPS发射站数学模型基础上,引入坐标控制场建立冗余光平面约束,得出参数优化函数.通过拉格朗日乘子法求取定向参数初值,进行优化解算.本方法可以实现发射站的自动定向.搭建了实验平台并以激光跟踪仪测量结果作为比对基准,验证了校准方法的准确性.由本方法完成定向的w MPS测量点位误差优于±0.3 mm,且满足大尺寸坐标测量的精度要求.

异军突起的多方位、高精度空间大地测量技术——美国全球定位系统(GPS)研究进展

本文简要介绍了美国全球定位系统(GPS)近几年的发展情况。结合GPS在地球动力学、卫星定位等方面的应用,重点讨理了GPS系统硬件及信号分析技术方面的突破以及目前所能达到的精度水平。

工作空间测量定位系统参数模型建立方法

针对工作空间测量定位系统扫描光面相较于理想平面存在变形的问题,利用高精度转台对扫描光信号进行细分采样,通过对比旋转激光扫描时间,建立了面型变形信息和仪器原始观测量之间的映射关系,从而准确评估了扫描光面型,并分析了该评估方法的误差影响因素。根据面型评估结果,研究了基于差分进化算法确定最佳分割角度的分区平面模型建立方法,并设计实验对模型拟合效果及测量精度进行了评价。实验结果表明,采用本文方法评价扫描光面型更加准确,新参数模型的拟合效果及测量精度也有明显提升。

基于超声波的车辆空间定位系统设计

本系统基于超声波测距实现局部空间精确定位使小车突破传统定位方式对工作空间的限制。系统通过一定数量的固定位置的接收点接收超声波信号,根据发射与接收的时间差可以准确地量测出已知点和待测点间的距离,利用定位算法求出待测点的位置,定位精度可以达到厘米级。

基于双目立体视觉技术的空间定位系统设计与实现

如今,三维重构技术广泛应用于工业检测、三维测量、虚拟现实等领域。同时双目立体视觉也是计算机视觉的一个重要分支。立体视觉是指从两个不同的角度去观察场景中的同一个物体,来获取不同视角下的二维图像,再运用成像几何原理来计算图像像素之间存在的位置偏差(视差),从而获取物体的三维信息。本文通过设计一种用于目标空间三维距离、方位信息探测的立体视觉系统及实现方法,根据图像识别结果进而获得目标的三维信息。

基于wMPS测量刚性结构振动频率的可行性研究

工作空间定位系统(wMPS)是一种基于光电扫描的新型网络式大尺寸三维坐标测量系统,具有精度高、动态性好、并行测量的优势,是针对工业测量中大尺度结构开发的仪器。针对全球卫星导航系统(GNSS)、自动全站仪(RTS)等大地测量设备无法完全满足人形天桥等小型刚性结构的固有参数测量的问题,把wMPS引入结构健康监测领域中。采用逆向工程法建立试验台模拟结构振动频率,应用快速傅里叶变换(FFT)分析随时间序列变化获取的位移数据来确定wMPS测量结构固有参数的可行性及其测量范围,并采用GNSS-RTK进行对比试验分析。试验结果表明,wMPS能识别结构固有参数,当位移幅值大于3 mm小于30 mm时可以识别到4 Hz的频率,为相对刚性结构健康监测提供了新的参考途径。

全球定位系统GPS在林业调查中的应用

全球定位系统（Globe Positioning System．简称GPS）．可利用分布于外层空间的多颗卫星为地球表面任意一点提供定位、导航和测绘服务。与传统的测量定位技术相比．GPS测量定位系统测量精度高速度快，既经济又方便，具有许多无法比拟的优越性。近年来，随着GPS测量定位技术发展，其在林业领域里的应用前景越来越广泛。

采用精确三维控制场的wMPS全局组网定向方法

工作空间测量定位系统是一种基于激光扫描的三维坐标大尺寸分布式测量系统,目前已广泛应用于大尺寸测量领域。该系统可以通过增加发射站数目来扩展量程同时精度并不损失,其前提是有一套精确的全局定向参数。在系统多平面约束的数学模型基础上,阐述了一种基于三维控制场的w MPS全局组网定向方法。在标定空间内设置点位坐标已知的控制点组成控制场,给出了组网定向的模型及优化方法,并给出迭代初值生成方法。实验表明:通过基于控制场全局组网定向方法后,系统与激光跟踪仪对比后点位误差优于0.15 mm,在提高效率的同时大大提高了系统的精度。

基于旋转平面激光扫描测角的新型坐标测量系统

为了满足现代制造业中超大尺寸测量高效高精度的要求,以空间角度交汇测量原理为基础,提出了一种新的三维坐标测量系统。介绍了该系统的测量原理,分析了系统的几何模型。结合测量原理和结构对系统精度的影响,对系统的重要部件进行了结构设计分析,完成整个系统的设计。最后通过实验数据验证该系统的可行性,该系统在6m的测量距离精度可达±0.15mm。

基于模拟退火-粒子群算法的wMPS布局优化

空间测量定位系统是一种在多测站协同作用下实现坐标测量的大尺寸测量系统,因此测站布局优化成为了重要研究问题。为解决此问题,本文提出了一种基于模拟退火粒子群算法的测站优化部署方案,以定位精度,覆盖度,使用成本作为优化函数,运用粒子群算法及模拟退火算法进行协同搜索,并建立模拟退火粒子群算法的测站布局优化流程,对两到四个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,该方法能快速收敛于最优解并获得一种较优的测站布局。

空间大地测量的最新进展(一)

现代大地测量的进展主要是空间大地测量的进展 ,而空间大地测量的进展以 GPS的进展最为突出。因此 ,本刊曾在 2 0 0 0年 4期和 2 0 0 1年 1期连载了 GPS的最新进展。现陆续介绍现代空间大地测量最新进展的全貌 ,包括 :1.空间大地测量最新进展的概况 ;2 .甚长基线干涉测量 (VL BI)的最新进展 ;3.激光测月 (L L R)和激光测卫 (SL R)的最新进展 ;4.卫星雷达测高的最新进展 ;5 .合成孔径雷达干涉测量 (INSAR)的最新进展 ;6 .由卫星集成的多普勒和无线电定位系统 (DORIS)

空间大地测量的最新进展(五)

This paper deals with the recent advances in global positioning system(GPS).First of all,the principal error sources of GPS observations are analysed.Then the scien tific applications of space based GPS are described,of which the TOPEX and Microlape missons are excellent examples ofgreat success.With regard to the application of GPS to meterorology(GPS/MET),detailed description is given to earth based GPS/MET and space based GPS/MET,they stand at the front of recent advances in GPS.

空间测时差定位的直接求解方法

对于时差测量定位系统 ,就空间模型的情况 ,给出了一种直接求解方法 .文中还讨论了侦测站共线时特殊情况的求解方法 .

室内空间测量定位系统扫描激光面模型优化

针对室内空间测量定位系统(wMPS)交会测量模型将发射站扫描激光面视为理想平面的现状,研究了一种基于高精度转台的激光面面型视觉评估方法。根据评估结果引入线性折面判断机制,优化重建了wMPS扫描激光面数学模型,以减小交会测量模型中的系统误差。结合大空间高精度坐标场对新模型进行了评估。结果表明,所研究模型对实际光面的拟合效果较好,有助于提升wMPS的测量精度。

扫描平面激光空间定位系统测量网络的构建

为了提高先进装备制造过程中大型工件测量与定位的精度与效率,构建了扫描平面激光空间定位系统测量网络,研究相应的坐标系配准技术以充分融合各测站的信息。结合单系统的单发射站基于旋转平面激光自动测角和双发射站交汇测量原理,提出了基于刚体重心基准的坐标系配准算法,将各单系统的测量数据有效整合,实现测量网络的构建。搭建了由4个发射站组成的多系统测量网络实验平台,整体测量精度达到0.1 mm以下,显著优于单系统。测量网络有效解决了单系统不通视、精度低的问题,拓展了量程,提高了测量效率,增强了冗余性和可靠性。