基于光学标靶与测距仪的隐藏区域坐标测量

为了解决大型装备中隐藏区域的空间坐标测量问题,提出一种基于光学标靶与测距仪的激光测头,该测头与全站仪或激光跟踪仪构成非接触测量系统。测量时,激光测距仪发出的激光对准被测点测得其距离,用全站仪或激光跟踪仪瞄准光学标靶,实时获取激光测头的空间坐标,同时激光测头测得其自身的空间姿态角,然后通过坐标变换得到被测点的空间坐标;并进行了实验验证。结果表明,该测量系统可以使得组合测量的量程扩大并保持较高的空间坐标测量精度。     

非正交轴系激光经纬仪测量技术研究

在空间大尺寸坐标测量系统中,经纬仪测量系统因其测量范围广、非接触式测量、便携性等优点应用广泛。为了降低经纬仪测量系统成本,减少经纬仪测量系统误差来源,提出了一种基于非正交轴系的激光经纬仪测量系统。首先,根据测量时非正交轴系的转换关系,推导出非正交轴系激光经纬仪的视准轴的空间数学模型。然后,根据双经纬仪前方交会测量原理,建立了基于非正交轴系激光经纬仪的测量系统,并推导出空间点坐标。最后,通过仿真与实验,验证了测量模型的正确性。结果表明,在测量半径为3m时,该测量系统对空间点在拉依达准则下的测量不确定度能达到1mm以内,尤其适用于大空间、大尺寸测量。     

电子经纬仪交汇测量精度分析

电子经纬仪交汇测量是一种新型的非接触式测量手段，其测量精度是我们首先关心的但又不是能简单表达的。本文介绍了电子经纬仪测量的原理和方法，分析了该方法的测量误差项和测量精度，并结合工程应用实践，提出了提高测量精度的措施。     

基于姿态角传感器与旋转测距仪的坐标测量

利用姿态角传感器、角度编码器结合激光测距传感器,与全站仪构成非接触的组合测量系统,实现大尺度空间中隐藏区域的空间坐标测量。建立了测量系统的数学模型,设计标定靶并对系统进行了标定。针对测量系统,提出一种根据控制点在空间的分布确定权值的加权最小二乘的标定方法。以全站仪直接测量和组合系统测量两种测量方式,对同一空间点进行坐标测量,通过测量对比来验证组合系统的测量精度。实验结果表明:该测量系统可以使得组合测量的量程扩大并保持较高的空间坐标测量精度,采用加权最小二乘算法进行标定的结果使测量误差更小。     

基于像散的光学元件厚度非接触测量研究

为了解决光学工厂低成本高精度检测光学元件厚度的实际问题, 采用像散法厚度测量技术搭建了测量系统, 并进行了理论分析和实验验证。该系统通过柱面镜引入像散形成长宽比与厚度相关的椭圆光斑, 基于实时图像处理获得元件厚度, 具有较高的测量效率, 最后使用商用玻璃平片及平凹透镜进行了测量实验。结果表明, 该系统测量不确定度在置信概率95%时小于2μm, 中心厚测量范围为25mm, 能够满足目前一般加工公差要求; 该装置操作简单、精度高、成本低, 可用于测量透明及不透明材料, 适用范围较广。该装置为企业提供了一种低成本、非接触、高精度的厚度测量方案, 适合中小型光学加工企业使用, 具有广阔的应用前景。     

基于经纬仪的自调平台海态水平度的测量

自调平台海态调平误差的测量采用岸、船经纬仪对瞄、内错角相等的原理,装置分成对瞄跟踪、同步采样和激光测距等3部分。采取投射法对瞄、光同步采样、测距补偿地球曲率对水平度的影响等方法,使海上动态水平度的测量成为可能。     

基于经纬仪测量数据的落点预测方法研究

由于作用距离和布站等因素的限制,经纬仪不能对弹道导弹进行全程的跟踪测量.本文采用解微分方程的方法对弹道落点进行预测.由于经纬仪测量的是目标的角度信息,本文采用两台经纬仪交汇测量的方法得到目标的位置和速度.     

基于光电经纬仪交会测量提高GPS精度的研究

针对单频C/A码GPS接收机精度不高的问题,提出一种基于光电经纬仪双站交会测量提高GPS精度的方法。在直角发射坐标系中,利用光电经纬仪测量得到目标的方位角与俯仰角,通过双站交会测量中常用的"水平投影法-L公式"计算飞行物的轨迹,与飞行物实际轨迹对比,求得双站交会测量的误差。GPS和光电经纬仪测量同一目标,将两种方法的测量结果对比,以交会测量精度作为GPS的测量基准,与GPS提供的坐标相比对,求得GPS的测量误差。GPS测量其他位置坐标时,测量结果去除求得的测量误差,得到更精确的坐标。     

多经纬仪测量系统（MTM）的建立

介绍了工业测量系统中多经纬仪测量系统(MTM)的建立，并给出实际应用中的两个实例。多经纬仪测量系统(MTM)的运用改变了原大型工件的测量方法，能精确测量大型工件中各空间点的三维坐标值和相对关系，并可对大型工件进行形状与位置分析，从而解决了大型工件的精确安装与检验问题。     

一种基于视觉引导的激光经纬仪自动测量系统

为了实现对目标自动识别和自动测量,建立了一种基于视觉引导的新型激光经纬仪自动测量系统.利用两台TM5100a激光经纬仪作为精密角度传感器,采用二维精密转台带动相机代替人眼对被测区域进行扫描,引导经纬仪望远镜指向相机视场,进而对视场中的目标点进行识别和瞄准测量.对系统的自动视觉引导方法进行了研究.首先通过对精密转台和双经...     

Constructing Internet coordinate system based on delay measurement

In this paper, we consider the problem of how to represent the locations of Internet hosts in a Cartesian coordinate system to facilitate estimation of network distances among arbitrary Internet hosts. We envision an infrastructure that consists of beacon nodes and provides the service of estimating network distance between pairs of hosts without direct delay measurement. We show that the principal component analysis (PCA) technique can effectively extract topological information from delay measurements between beacon hosts. Based on PCA, we devise a transformation method that projects the raw distance space into a new coordinate system of (much) smaller dimensions. The transformation retains as much topological information as possible and yet enables end hosts to determine their coordinates in the coordinate system. The resulting new coordinate system is termed as the Internet Coordinate System (ICS). As compared to existing work (e.g., IDMaps and GNP), ICS incurs smaller computation overhead in calculating the coordinates of hosts and smaller measurement overhead (required for end hosts to measure their distances to beacon hosts). Finally, we show via experiments with both real-life and synthetic data sets that ICS makes robust and accurate estimates of network distances, incurs little computational overhead, and its performance is not susceptible to the number of beacon nodes (as long as it exceeds a certain threshold) and the network topology.     

基于光电扫描的三维坐标测量系统

wMPS测量系统是一种新型的基于光电扫描的坐标测量系统,当系统工作时,激光测站分布在测量空间四周,扫描信号覆盖整个工作空间,位置传感器通过扫描信号测量与多个测站之间的方位角计算三维坐标.与其他测量系统相比,具有能够同时跟踪测量多个目标、抗干扰能力强、自动化程度高、简单易用等特点,适用于现场条件下的大尺寸测量.针对数字化...     

一种工业机器人柔性在线坐标测量系统

结合白车身焊装过程尺寸监控的实际需要,设计了一种基于机器人和视觉测量的在线坐标测量系统,提出利用机器人运动学模型计算坐标后进行坐标平移修正的方法,有效消除运动学模型与参数误差,充分利用机器人较高的重复定位能力,提高了测量系统精度,并且测量系统具有较高柔性,可以测量空间任意点,快速计算修正值,保证被测点的坐标精度,全面满足柔性生产线的测量需要。与三坐标测量机的比对实验证明,本系统99%测量点的测量误差小于0.4mm。     

激光测距机在大气中的测程问题

一 前言 激光测距机已成为激光大气应用工程中使用范围最广泛、发展最成熟的一门新技术。然而,实践表明同样的测距机在不同天气条件和不同地区的效果大不相同。例如,晴好天气条件下可以测到20～30公里的测距机在能见度较差时只能测到几公里;在西南高原地区能可靠地测30公里的测距机到了潮湿的辽东半岛最远的工作距离减为13公里左右。如此大的地区差别究其原因也是大气条件不同的缘故。因此研究激光测距机的测程与大气条件之间的关系对选择适当的设计参数和应用范围是有实际意义的。     

基于正交柱面成像相机的大尺寸三维坐标测量

提出了一种基于正交柱面成像相机的大尺寸三维坐标测量方法。正交柱面成像相机由一个正交柱面成像光学系统和两个正交放置的线阵CCD组成,它们分别被用来检测被测点的水平角和垂直角。一个相机决定了两个角度,两个相机交汇,即可实现被测点的三维坐标测量。所提出的方法在精密坐标测量特别是动态位置跟踪方面具有突出的优势。一个灵活的内参标定方法被用来标定正交柱面成像相机,内参标定后相机在水平方向和垂直方向角度测量误差的均值分别为1.85和2.16。另外,双相机的外参标定也被介绍,外参标定后系统的坐标测量精度优于0.52 mm。实验结果表明:所提出的三维坐标测量方法有效,具有良好的测量精度。     

稳健估计下的光学经纬仪多站交会算法

为了提高靶场空中及地面炸点坐标测试的可靠性,有效降低或消除粗差的影响,提出了稳健估计下的多站交会算法。首先,介绍了最小二乘多站交会原理。接着,介绍稳健估计法的实现原理及内外可靠性指标计算方法。最后通过算例验证了文章算法的正确性并计算出内外可靠性指标。结果表明:平差模型能发现的最小粗差在0.054°~0.066°之间;观测值中粗差对参数向量的影响是中误差的2.6~4倍。当粗差存在时,稳健估计法精度优于最小二乘法,可以有效降低粗差对平差结果的影响,对提高炸点坐标测量精度起到了积极的作用。     

一种视觉引导经纬仪自动测量中精确引导方法

为了提高视觉引导激光经纬仪自动测量技术中的测量效率,采用一种基于摄像机光轴的精确引导方法,在标定双经纬仪测量子系统及视觉引导子系统后,根据工件理论设计数模文件,对系统进行初始引导。随后利用数字图像处理技术,分辨出相机视场中的特征点中心,得到其与图像中心(即相机光轴)的关系,并引导视觉测量子系统精确瞄准特征点中心。最后根据标定关系得到双经纬仪偏转角度,并驱动双经纬仪精确交会在目标点。结果表明,该方法能保证系统自动测量准确度在0.3mm,同时还能提高测量效率。     

Multi-channel laser interferometer based on automatic frequency stabilization system for improving coordinate measurement accuracy

A multi-channel laser interferometer (MCLI) is proposed to improve the coordinate measurement accuracy. A 780 nm external cavity laser is locked on the D2 line of 87Rb atom by polarization spectroscopy, and a high frequency stabilized laser source is obtained with a linewidth of 385.8 kHz at root mean square (RMS). The interferometers share the stabilized source and individually install on 4 axes of a coordinate measuring system. As a result, the measurement uncertainty is reduced from 1.2 µm to 0.2 µm within the dynamic measurement range of 1.0 m. The MCLI is adept at integrate and flexible installation, which caters to various applications on precision measurement.     

激光跟踪绝对测长多边法三维坐标测量系统

现今随着大型工件制造、装配需求的增加,对此类产品的制造装配精度的需求也在不断地提高。高精度的测量和控制成为制约高端制造业发展的一个重要因素。对此文中研究了一种基于激光跟踪绝对测长多边法三维坐标测量系统,该系统由四台绝对距离测量激光跟踪仪和上位机构成,既充分利用了绝对激光干涉测距的精度优势和断光续接的能力,又避免了传统激光跟踪仪角度测量带来的误差。同时,为提高自标定算法的精度,提出并研究了一种依赖距离的残差模型。通过实验表明,该系统实现了在20 m大范围空间内小于20 m的测量误差,测量不确定度为12.3 m。较之单台绝对激光跟踪仪系统的精度有很大的提升,实现了在工业现场在线、高效、精密的三维坐标测量。