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。     

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。     

地面三维激光扫描多站点云数据配准新方法

针对点云数据两两配准中存在误差传递与累积的缺点,提出一种新的多视点云数据配准方法.该方法首先构建一个统一扫描网坐标系,即选取某一扫描坐标系作为统一的扫描网坐标系,利用两两配准计算出相邻两个点云数据间的变换参数,并计算出各站点云数据在统一扫描网坐标系下的坐标;结合相邻测站间的公共点,以首站点在统一扫描坐标系下的坐标经非线性变形改正后应与首站实际扫描坐标相等、相邻扫描站公共点经非线性变形改正后坐标应相等为条件,借助非线性变形改正模型计算出各个点云的非线性变形参数,从而实现对每站扫描点云数据进行改正,以降低误差传递带来的累积效应.实验表明,此方法能提高点云数据配准精度.     

体三维显示系统的插值和扫描线段映射法

绍了基于旋转二维发光二极管(LED)阵列的体三维显示系统的数据处理方法.原始三维数据以网格数据形式存储在3DS文件中,采用切割算法实现数据集从笛卡儿坐标系到显示空间的柱坐标系的转化.对切割所得的线段设计了插值映射法和扫描映射法,以完成体素化过程.插值映射法将LED视为理想点光源,扫描映射法则考虑了LED的尺寸.分别用这两种方法对多个实际三维模型进行处理,通过再现处理后的数据结果以及计算体素点的平均位置偏离程度等方法比较它们的优劣.实际表明扫描映射法因为更贴近系统的硬件特点,而产生的体素点位置偏差小、冗余体素点少,处理结果更好     

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.     

水下激光扫描系统中扫描轴系的调整分析

本文简述了水下激光扫描成像系统的原理并建立了物方和像方坐标系,运用棱镜调整理论,分析了扫描轴系沿三坐标轴的平移Δx,Δy,Δz及转角Δα、Δβ、Δγ对出射光线偏转的影响,推导出了扫描轴系的转角Δβ、Δγ产生的出射光线绕y,z轴的像偏转公式。     

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.     

测绘领域中常用坐标系统及其转换计算

为精准描述地球表面点的位置,需要建立精确的地球坐标系统.本文阐述了目前我国测绘类专业领域经常使用的四种地球坐标系统:1954北京坐标系、国家80坐标系、WGS84坐标系以及CGCS2000坐标系,详尽地描述了坐标系统建立的四种常用椭球的几何参数,厘清了建立在椭球基础上的3种本质相同形式不同的坐标系,以及坐标系之间的转换模型,最后针对吉林建筑大学GNSS实训场地建设的成果进行了坐标转换的实例计算.     

基于视觉测量的环形轨底座位姿标定方法

为了提高环形轨道制孔系统转站之后的定位精度,消除由制造、装配、安装以及运动误差对其造成的影响,提出基于视觉测量的环形轨道制孔系统底座位姿标定方法.针对环形轨道制孔系统进行几何建模并确立手眼关系,建立从底座坐标系到相机坐标系的坐标系系统,论述视觉测量原理.通过对预制基准孔进行测量,并结合基于Levenberg-Marquardt最小二乘算法的孔位匹配方法,确定实际底座坐标系与理论飞机坐标系之间的关系,完成环形轨道制孔系统的底座坐标系位姿标定.实验结果表明:基于视觉测量的底座坐标系位姿标定方法,误差在2mm范围内,成本低廉、操作简单且完全满足底座坐标系位姿标定要求.     

基于视觉测量的环形轨底座位姿标定方法

为了提高环形轨道制孔系统转站之后的定位精度,消除由制造、装配、安装以及运动误差对其造成的影响,提出基于视觉测量的环形轨道制孔系统底座位姿标定方法.针对环形轨道制孔系统进行几何建模并确立手眼关系,建立从底座坐标系到相机坐标系的坐标系系统,论述视觉测量原理.通过对预制基准孔进行测量,并结合基于Levenberg-Marquardt最小二乘算法的孔位匹配方法,确定实际底座坐标系与理论飞机坐标系之间的关系,完成环形轨道制孔系统的底座坐标系位姿标定.实验结果表明:基于视觉测量的底座坐标系位姿标定方法,误差小于2mm,成本低廉、操作简单且完全满足底座坐标系位姿标定要求.     

基于CORS的地壳运动变形监测分析 基准的合理选择方法

介绍了GPS定位中有关坐标参考框架的一些重要概念,对坐标参考框架的一致性问题和采用GPS协议地球坐标系(ITRF或WGS-84)作为变形基准的特点及其适用性进行了对比分析,提出了采用ITRF作为变形分析基准时的坐标参考框架的转换与统一方法.     

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．     

Modeling of a Linear Scanning 3D Vision Coordinate Measurement System

0INTRODUCTION~Withthedevelopmentofmodernindustryandscientifictechnology,theneedtomeasuretLhefree-formsurfaceswithcomplexfeaturesandlargepartswithhighprecisionandspeedisincreasing.Moreandmoreattentionhasbeengiventothedevelopmentofahighaccuracyandthroughout3DvisioncoordinatemeasurementsystemsinceamechanicalCMMissufferingfromtLhelicestofspeed.MuchearlyworkwasdonebysomeresearchersoutsideofChi..['-4),butmostOftheirmodelingmethodsarebasedonthe"pinholecameramedel",oronlysinglehosscanningisres…     

城市坐标系统改变对测绘成果综合利用的影响及对策

坐标系统是区域空间地理基础框架的数学基础,坐标基准改变,会使测绘成果也随之改变.以广西基础测绘规划试点——梧州市为例进行了论证,提出了坐标新旧测绘成果有效衔接的实施方法,并探讨了如何在新坐标系统下利用旧有成果,可为其它城市进行相关工作提供借鉴.     

机器人基坐标系精确标定的对偶四元数法

针对离线编程系统中机器人在世界坐标系下的位姿描述问题,提出一种利用对偶四元数精确标定机器人基坐标系的方法.首先在利用指数积公式建立机器人正运动学模型的基础上,推导了基于单位对偶四元数表示法的机器人基坐标系标定模型,该模型将世界坐标系与机器人基坐标系之间坐标转换的旋转与平移过程进行统一描述;其次,以对偶四元数的几何性质为约束条件,建立最小方差目标方程,引入拉格朗日乘子法求解最优的位姿变换矩阵;最后,对6自由度串联机器人进行了标定实验.实验结果表明,该标定方法可以有效解决工业应用环境中机器人的基坐标系标定问题,同时也为机器人手眼标定、多机器人协作基坐标系标定问题提供了参考依据.     

基于坐标变换的装载机驾驶训练运动过程仿真

分析装载机驾驶训练系统中影响装载机运动状态的因素和仿真控制方式,推导出运动过程中装载机车架相对转向位置及其空间位置变化的坐标表达式,利用齐次坐标变换求解装载机工作装置各关节的位姿坐标,建立运动过程的数学模型,实现利用虚拟现实技术对装载机运动过程的仿真。     

财务信息系统的客户/服务器体系结构

本文通过分析传统财务软件应用框架结构的缺点和不足,提出了基于客户／服务器体系的全新财务软件应用框架,它是解决上述缺点的有效途径．实现财务信息服务器标准化的ＡＰＩ是实现不同厂商财务软件,协调工作和企业其他信息系统与财务信息系统很好结合的最佳途径     

Method of Improving the Navigation Accuracy of SINS by Continuous Rotation

A method of improving the navigation accuracy of strapdown inertial navigation system (SINS) is studied. The particular technique discussed involves the continuous rotation of gyros and accelerometers cluster about the vertical axis of the vehicle. Then the errors of these sensors will have periodic variation corresponding to components along the body frame. Under this condition, the modulated sensor errors produce reduced system errors.Theoretical analysis based on a new coordinate system defined as sensing frame and test results are presented, and they indicate the method attenuates the navigation errors brought by the gyros‘ random constant drift and the accelerometer‘s bias and their white noise compared to the conventional method.     

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.