融合自主导航信息的分布式测量网络组网方法

发布时间：2021-03-29 07:01

　　基于光电扫描原理的分布式测量网络是一种大尺寸三维坐标测量系统,广泛应用于工业制造和装配领域。但测量网络体系庞大、测量环境复杂,增加了组网定向工作的难度,且任意节点的变动都需要重新进行组网。现有的组网定向方法过于依赖人工介入和主观估计,因此提出了一种基于自主建图、全局定位和自动导航的分布式测量网络自动组网定向方法和标定点位规划策略。实验结果表明,该组网方法在保证测量精度的前提下,提高了组网效率和自动化水平,可实现测量系统自动维护和工业现场自动化。 

【文章来源】：激光与光电子学进展. 2020,57(15)北大核心CSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

wMPS原理图

SLAM可构建或更新环境地图，同时估计传感器的运动状态，其中GMapping[15-16]是较为成熟的SLAM方案。基于SLAM的主动探索[17-18]可在无任何先验信息的前提下，自主运动AGV并构建测量场的地图，结合后方交会模型计算发射站的外参初值。根据发射站的布局信息和地图信息计算wMPS的交会区域、交会角度、障碍物、信号盲区等客观先验信息，并以此作为规划标定点位分布的依据。完成地图构建后，利用自适应蒙特卡罗定位（AMCL）法[19-21]，输入激光雷达的实时测量数据，跟踪和估计全局位姿。AGV自动导航至标定点位处采集wMPS数据[12]，在每个点位处AGV上接收器的位置初值可用AMCL模型计算得到。将迭代初值（位置初值和外参初值）和wMPS数据代入（4）式可求解定向参数。3 融合自主导航信息的组网算法

所用算法的具体步骤。1）结合后方交会模型和自主探索建图算法获取客观先验信息和外参初值。2）根据客观先验信息，基于标定点位规划策略，自动规划合适的标定点位分布，计算每个点位的朝向。3)AGV行驶经过所有标定点位，通过AMCL得到布置于车身上的wMPS接收器的坐标，并将其作为位置迭代初值，同时采集wMPS标定数据。最后将迭代初值、wMPS标定数据代入迭代优化方程解算定向参数，算法整体流程如图3所示。3.2 初值估计算法

【参考文献】：
期刊论文
[1]单像空间后方交会算法的研究[J]. 陈继华,孙荣旭,张斌.  激光与光电子学进展. 2020(02)
[2]基于工作空间测量定位系统和激光雷达的室内组合导航算法研究[J]. 王金旺,杨凌辉,史慎东,赵显,张正吉,徐秋宇.  激光与光电子学进展. 2018(10)
[3]多片前方交会法无人机测图技术[J]. 吴迪军,张萌萌,潘飞,吴珍丽,谢坤.  测绘科学. 2018(10)
[4]数字化造船精度控制技术现状分析[J]. 孙程程.  船舶标准化工程师. 2017(02)
[5]飞机数字化装配技术发展与展望[J]. 梅中义,黄超,范玉青.  航空制造技术. 2015(18)
[6]一种新的卫星导航系统快速选星方法[J]. 陈灿辉,张晓林.  电子学报. 2010(12)
[7]我国机械工程研究进展与展望[J]. 雷源忠.  机械工程学报. 2009(05)

博士论文
[1]wMPS扰动特性分析及其控制技术研究[D]. 郭思阳.天津大学 2018



本文编号：3107135