地下移动激光测量系统关键技术研究

发布时间：2017-04-06 00:07

  本文关键词：地下移动激光测量系统关键技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：地下移动激光测量系统是针对地下空间信息获取困难而开发的一套移动测量设备,它利用多个传感器协同工作来获取空间数据。该系统在地下空间信息获取方面具有独特优势。地下空间没有GPS信号,随着时间推移,移动传感器会产生较大的位置偏差。使用合作标靶纠正移动传感器位置偏差是一种有效手段。论文针对合作标靶和基于合作标靶的移动传感器定位展开研究。文章首先详细论述了地下移动激光测量系统集成,包括系统各部分组成、系统原理、系统特点以及系统所涉及的关键技术和系统获取的数据特点。其次分析和总结了合作标靶的作用以及地下移动激光测量系统对合作标靶的总体要求,从合作标靶材料选择、标靶形状和尺寸的确定以及标靶中心高精度识别等方面对合作标靶展开了研究,并进行了实验验证。最后在总结分析IMU漂移规律基础上,提出将基于合作标靶的移动传感器定位问题分解为基于合作标靶的移动传感器位置反推和移动传感器位置纠正两部分,并对这两部分使用的方法分别进行了阐述,同时推导了某一时刻点位误差纠正的公式。
【关键词】：地下移动激光测量系统 合作标靶 移动传感器定位 位置反推 位置纠正
【学位授予单位】：河南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P225.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 1 绪论10-18
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 移动测量技术国内外研究现状11-14
• 1.2.1 移动测量技术国外研究现状11-12
• 1.2.2 移动测量技术国内研究现状12-14
• 1.3 标靶研究现状14-16
• 1.3.1 标靶生产及研制现状14
• 1.3.2 标靶中心识别研究现状14-15
• 1.3.3 不同扫描角度和距离条件下的标靶获取精度研究15
• 1.3.4 标靶点云数据平面拟合研究现状15-16
• 1.4 无GPS信号环境的定位技术16-17
• 1.4.1 室内GPS定位技术(IGPS)16
• 1.4.2 无线定位技术16-17
• 1.5 当前研究中存在的不足17
• 1.6 研究内容17-18
• 2 地下移动激光测量系统集成18-28
• 2.1 系统总体结构18-19
• 2.2 系统组成19-24
• 2.2.1 RA-0100车载激光扫描仪19-21
• 2.2.2 位置姿态测量系统POS201021-22
• 2.2.3 履带机器人平台STR-R0322-23
• 2.2.4 轮式机器人小车平台JL-DP668型23-24
• 2.2.5 与系统配套的其他设备24
• 2.3 系统原理24
• 2.4 系统的主要功能与优点24-25
• 2.5 系统获取的数据特点25-26
• 2.6 系统关键技术26-27
• 2.7 小结27-28
• 3 合作标靶研究28-41
• 3.1 合作标靶的概念及其作用28
• 3.1.1 合作标靶的概念28
• 3.1.2 合作标靶的作用28
• 3.2 地下移动激光测量系统对合作标靶的总体要求28-29
• 3.3 标靶材料的选择与试验29-32
• 3.3.1 合作标靶材料选取原则29
• 3.3.2 强反射率材料的选取29-30
• 3.3.3 无强反射率材料的选取30
• 3.3.4 标靶材料实验30-32
• 3.4 标靶形状的选取与确定32-37
• 3.4.1 标靶形状的初步选取32-33
• 3.4.2 基于自制平面标靶的中心识别方法33-35
• 3.4.3 标靶形状的确定35-37
• 3.5 标靶尺寸的选取与确定37-40
• 3.6 小结40-41
• 4 基于合作标靶的移动传感器定位41-55
• 4.1 IMU漂移规律的定性描述41-42
• 4.2 基于合作标靶的移动传感器定位可行性分析42
• 4.3 基于合作标靶的移动传感器定位42-45
• 4.3.1 常规导线测量的点位误差规律和平差方法分析42-43
• 4.3.2 基于合作标靶的移动传感器定位思想阐述43-45
• 4.4 基于合作标靶的移动传感器位置反推45-51
• 4.4.1 理想情况下的标靶激光点云分布规律研究45-47
• 4.4.2 基于合作标靶平面信息的移动传感器位置反推47-49
• 4.4.3 基于合作标靶中心坐标的移动传感器位置反推49-51
• 4.5 基于合作标靶的移动传感器位置纠正51-54
• 4.5.1 移动传感器位置纠正思路51-52
• 4.5.2 任意点位误差纠正的公式推导52-54
• 4.6 小结54-55
• 5 总结与展望55-57
• 5.1 总结55
• 5.2 不足与展望55-57
• 参考文献57-61
• 作者简历61-62
• 学位论文数据集62

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