基于非线性最小二乘算法的点云坐标转换研究

三维激光扫描作为测绘领域的一项高新技术,具有高效率、高精度等优点,但其获取的数据是相对于系统内部坐标系存在的．通过试验,获取某一高边坡的多站扫描数据,同时使用无协作目标全站仪测量站点和标靶的空间坐标,在MATLAB中编程,实现非线性最小二乘算法,完成了扫描坐标向空间坐标的大欧拉角转换．根据转换后两种坐标的较差,近似求取转换的点位误差．可见,该方法对坐标转换具有一定的适用性．点云数据标靶中心的精确提取和全站仪对标靶中心的精确测量是完成坐标精确转换的关键．     

三维视觉扫描系统坐标基准的研究

从理论上分析和研究了三维视觉扫描系统的坐标基准建立了系统扫描全过程的数学模型推导出了普通的非正交传感器坐标系与笛卡尔世界坐标系之间的关系以及系统自动,在线外部标定的坐标变换矩阵。     

简易3D扫描系统的构成模型分析

专业级的3D扫描系统需用到很多高端设备,造价昂贵。因而给出一种由2台普通摄像机、1台平水仪、1台计算机和1台可以平移和旋转的电控轨道组成的简易3D扫描系统设计方案,同时构建了其成像模型,详细分析了真实世界坐标系与计算机图像像素坐标系之间的关系,并以实例验证了模型的可行性,有效地缩减了3D扫描系统的成本。     

单视角SEM图像中操控工具的三维精确定位

在基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米操作系统中,针对获取多视角图像比较困难,而单视角图像缺乏三维信息的问题.为了研究如何从单视角SEM图像中快速的实现操作工具的三维精确定位,采用基于梯度方向高斯曲线拟合亚像素的定位方法来实现水平坐标信息的精确定位,和基于图像相似度的原理来精确获取操控工具的垂直坐标信息.从单视角SEM图像中获取的实验数据表明,水平坐标信息已达到了亚像素级别的精确定位要求,而垂直坐标信息也可以在小范围移动中进行精确定位.     

二维激光雷达实现三维成像的算法

设计了一种俯仰扫描装置,将二维激光雷达安装在扫描云台上,实现扫描数据采集。分析了扫描云台位置变换关系,研究了将二维扫描数据转换成三维扫描数据的算法。该算法通过坐标系的旋转变换,将激光雷达扫描数据点从自身扫描坐标系下转化到全局坐标系,实现了二维扫描数据到三维扫描数据的转换。通过数值仿真分析,验证了转换算法的可靠性。     

多体理论的激光扫描系统几何位置误差建模

为分析几何位置误差对三维激光扫描系统精度的影响,用多体系统运动学建立扫描物镜和被扫描工件关系的误差模型.采用齐次坐标变换描述多体系统两相邻体之间的误差,建立计及误差条件下的位置方程.通过拓扑结构分析,建立三维激光扫描系统的通用误差模型.以某型号四轴激光扫描仪为例进行误差建模及仿真,验证了通用模型的有效性.任意拓扑结构的激光扫描系统均可采用此模型进行几何位置误差的快速建模和分析.     

基于激光线扫描的双目立体视觉测量方法研究

为实现工业中汽车、飞机、骨骼和模具外形等物体的三维重建,介绍了基于激光线扫描的双目立体视觉三维测量系统.2个摄像机同时摄取一个扫描激光光条图像,经过图像预处理、光条特征点提取、图像匹配,利用视差计算出光条上所有点的坐标值,即光条处物体的三维信息.通过坐标系之间的转换把各光条统一到同一世界坐标系下,得到整个物体的三维重建.利用该系统对一标定块进行测量,空间距离误差小于0.1 mm,并对鼠标进行扫描测量,得到其表面的三维数据,基本满足逆向工程的要求.     

三维扫描测头的标定方法

为降低三维扫描测头中标定方法对测量系统定位精度的要求,提出了一种三维扫描测头标定方法,设计了一种最小二乘迭代算法及迭代数据筛选算法,实现了三维扫描测头高精度高效率的标定.为验证该三维扫描测头标定方法的稳定性与精度,设计若干组标定仿真实验,测试各类误差对于三维扫描测头标定结果的影响.结果表明:该三维扫描测头标定方法对于三维扫描测头标定过程中定位精度没有要求,对于测量机误差及扫描测头探测误差不敏感,三维扫描测头坐标系单位向量精度达0.000 01,完全满足三维扫描测头标定要求.     

宽角扫描相控阵天线测量方法

提出了一种基于坐标变换技术的宽角扫描相控阵天线测量的新方法,用于解决常规平面近场测量方法难以对宽角扫描相控阵天线进行精确测量的问题.在对用于宽角扫描相控阵天线测量的坐标变换技术进行理论分析的基础上,采用计算机模拟对该测试方法进行了数值仿真,制作天线实物进行了试验验证.数值仿真结果和试验结果均表明,该方法用于宽角扫描相控阵天线的测试具有较高的准确性.     

基于动态参数控制的结构光三维扫描系统

该文利用摄像头和投影仪平台,设计并实现了基于动态参数控制的结构光三维扫描系统。首先采用张正友棋盘格标定算法计算摄像头和投影仪的内参矩阵及畸变系数,然后利用三角测量法原理及格雷码编解码技术计算被测物体表面的三维坐标值。由于结构光扫描系统一般要求实验场景是封闭不透光的暗室,但实际实验环境往往存在外界光照,导致物体表面光照强度过强,使拍摄照片曝光过度,进而影响扫描精度。为了消除外界光照对测量结果的影响,提出在进行结构光扫描之前采用动态调节摄像头的增益水平和投影仪的投射光强这两个动态参数,取得了较好的效果。     

三站匀扫波束时差定位及测量误差

该文针对仅由时差测量所得到的波束扫描角,并利用平面三角函数关系,即能直接在极坐标系中导出非直线不等间距三站阵列对匀速扫描雷达站的定位公式。应用误差估计理论所做的分析显示,基于匀速波束扫描时差测量的三站无源定位系统具有较高的测向精度,且在基线方向不存有测向盲区。采用非直线、不等距布阵亦能进一步有效降低测向误差。如V形布阵,则在阵列夹角的中心线上具有最小误差值。同时,误差分析亦表明,目前所给出的距离公式的测量误差还是较大的。     

基于Hausdorff距离的穴位阻抗重复性

为了实现人体电阻抗的自动连续扫描,开发设计一套基于直角坐标机器人的穴位点与经络阻抗扫描系统.为了检测该阻抗扫描系统的稳定性与可重复性,提出采用Hausdorff距离来评价不同数据曲线的相似程度.选取人体背部两肩胛冈下角点之间的直线段作为扫描路径.采用同惠公司生产的TH2825阻抗分析器来测量阻抗数据.该实验中激励信号为幅值为1 V、频率为1 kHz的正弦波,量程设为100 kΩ.直角坐标机器人经过调节可以沿着上述的直线段自动、连续地测量处于凝胶电极与银电极之间的阻抗.该实验共选取7名受试者,在25 ℃、湿度为50%的环境下进行测量.每名受试者在同一直线上进行5次连续扫描.采用Hausdorff距离来评估从同一名受试者获得的5次阻抗采样数据曲线的可重复性与相似性.实验结果表明,该阻抗测量系统具有良好的稳定性与可重复性.     

含波束宽度的平面相控阵扫描空域分析

平面阵列扫描空域基本求解方法不考虑波束宽度的影响,扩大了实际扫描范围,不利于阵列设计和对目标信号的快速捕捉。针对这一弊端,在基本扫描空域求解方法的基础上引入阵列波束宽度约束。通过坐标变换、平移和三角形几何分析得到水平放置的矩形栅格平面相控阵的扫描空域求解方法和公式。实验仿真结果表明,该方法缩小了平面阵列无用扫描空域范围,便于对阵列工作空间的准确定位,对平面阵列天线的实际工程应用提供了较高的参考价值。     

一种数码相机定位方法的分析与研究

对数码相机定位方法进行分析,采用双目定位方法,建立合理精确的数学模型。分析了世界坐标系、数码相机坐标系、图像坐标系和像素坐标系间物体信息的转换过程。最终确定了靶标圆心在图像坐标系中和像素坐标系中的位置。     

远距离目标位置解算方法的实现

目标位置解算装置是快速、准确获取空中或地面目标坐标的有效手段,该装置将传统目标定位方法的几个独立操作集成在一个系统中,由GPS接收机直接获取观测点坐标参数,激光测距机提供目标距离参数,方位获取设备提供目标方位参数,最后由解算模块对目标位置进行解算.在目标位置解算过程中,建立目标局部坐标系,根据地球的椭球模型,建立相应的地心坐标系.根据求得的目标局部坐标系与地心坐标系的转换关系,解算空中或地面目标相对于地心坐标系的大地坐标参数.通过对已知的WGS-84坐标系下的地面固定目标进行测试,在30 km的探测距离上,达到了目标定位误差绝对值小于1%的精度要求.     

WGS-84到北京54坐标转换精简模型修正方案的研究

GPS测量所获得的数据建立在WGS-84空间直角坐标系之上,而目前使用的坐标为高斯平面直角坐标,就一种精简的从WGS-84坐标到北京54坐标的转换模型进行修正量改进,使模型更趋完善,从而提高定位的准确度。     

Two algorithms of working acceleration generated by a precision centrifuge with two rotating axes

ingtheacceleration,theshortcomingofRef.[1]ispointedout.1CreationofCoordinateSystems Thecreationprocessofcoordinatesystemsona centrifugewithtworotatingaxesisshowninFig.1.Fig.1Thecreationprocessofcoordinatesystemsonthe precisioncentrifuge TheMainaxiscoordin…     

坐标变换的干涉条纹处理方法

为了实现对闭合干涉条纹的处理,采用线性插值的原理,将笛卡尔直角坐标系下的闭合条纹转换到极坐标系下,利用二值化、细化算法提取条纹几何中心点的位置,经逆变换映射回原直角坐标系,分析得到与之对应的相位值.对实际采集的干涉条纹进行处理,得到PV值为0.403 6λ,RMS值为0.062 43λ.与Taylor Hobson轮廓仪对同一被测面的检测结果比较,PV和RMS值的偏差分别为3.7%和1.4%.     

多点源作用下反辐射导弹导引信号的形成

目前抗反辐射导弹攻击已有多种途径,如反辐射导弹来袭告警、采用低截获概率雷达、对反辐射导弹进行有源诱偏、对来袭反辐射导弹进行硬摧毁以及诱偏和硬摧毁相结合技术等.其中,利用有源诱偏抗反辐射导弹是一条行之有效的途径.文中推导了多点源作用下合成电磁场模型,在地面雷达站球面坐标系下建立了合成场等相面梯度矢量方程;利用直角坐标系与球面坐标系的转换关系及弹体坐标系与地面雷达系的转换关系,建立了反辐射导弹导引信号的模型;通过选取不同的β(诱偏源辐射功率与雷达站辐射功率的比值)值及考虑ARM导弹从不同的方向来袭情况对多点源合成场诱偏抗反辐射导弹过程进行了仿真.文中所建立的反辐射导弹导引信号模型对于通过仿真来全面和深入分析诱偏抗反辐射导弹的效果作了基础性准备.     

福州市连续运行参考站网数据处理技术研究

福州市连续运行参考站（CORS）的一项重要功能就是快速、精确定位,定位的结果可以为各种用户所使用。根据福州市地方平面坐标系的独立性特点,文章通过坐标联测,研究一种与历史数据吻合又与国家坐标系统相匹配的坐标转换方式。