背包式移动测量系统传感器间数据融合研究
发布时间：2021-10-13 05:05
在开发包含两台Velodyne VLP-16小型三维激光扫描仪和一个GX5小型惯导的背包式移动测量系统过程中,为实现各传感器之间对采集数据更好的信息融合,基于Leica Axyz经纬仪工业测量系统,探索了对各传感器单体标定建立单体坐标系,对各传感器集成后进行整体标定,确定它们之间的相对位置和坐标系转换关系的方法,实验结果表明在使用室外检校场检校前,先使用工业测量系统标定出一组高精度参数作为初始参数,可以提高传感器之间数据融合精度,减少迭代次数。
【文章来源】：电子测量技术. 2020,43(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
扫描仪和小惯导位置
如图2所示,以GX5小型惯导为例,惯导建系至少需要确定两个坐标轴和一个坐标原点。首先在底面和立面相交的棱上画一些便于观测的细线,如图2上棱和左棱白线所示,对细线和棱的交点用工业测量系统进行观测,得到棱上的相应点A1-An在观测系下的空间三维坐标,用来拟合坐标轴线。由于惯导体积较小,观测点距离较近,在空间中误差会对拟合精度造成较大影响。于是在惯导底面通过自带的字母、数字均匀选择一些点D1-Dn(如图2所示字母A的尖尖,数字6的起笔处等)进行观测,如图3所示,可得其在观测坐标系下的坐标,对这些点进行平面拟合得到惯导底面所在平面D。把A1…An投影到拟合平面上D上得A1-An,用投影点进行直线拟合得到坐标轴线。该惯导坐标系的坐标原点为底面上两坐标轴的交点,使用坐标原点和两个坐标轴以及右手坐标系原则,即可建立惯导的单体坐标系。由于传感器集成后底面会因为安装需要被遮挡住,所以在观测单体系时把底面点和传感器表面的一 些标志点进行公共点连测,这样即使底面被遮挡也可通过表面的公共连测点进行传感器之间的坐标转换。
如图3所示,假定A站上的经纬仪A,其仪器中心视为坐标原点(经纬仪三轴交点);在B站架设经纬仪B。A、B两经纬仪中心连线的水平投影作为X轴,且该水平长度为b,经过经纬仪A的坐标为(0,0,0),则经纬仪B的坐标为(b,0,h)[14]。在经纬仪A和B互瞄后,各自得到一个起始方向值。共同照准一物空间点P,测量出水平角αA、αB和垂直角βA、βB。则根据空间前方交会可以计算出P点的三维坐标(Xp,Yp,Zp)[15]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种复杂环境下多传感器数据融合方法[J]. 田明明,叶继华,王仕民,万叶晶. 山东大学学报(工学版). 2019(03)
[2]基于MLS检测的一维绝对位移的误差分析与标定[J]. 张少峰,李强,费飞,杨德华. 电子测量技术. 2019(07)
[3]3D SLAM的室内背包移动测量系统研究[J]. 宋凯,钟若飞,杜黎明,吴琼,郭姣. 测绘科学. 2019(05)
[4]机器人工具和相机位姿标定的新方法[J]. 毕德学,王欣亮,刘志芳,王晓鸣. 仪器仪表学报. 2019(01)
[5]结构光非接触式TCF标定方法研究[J]. 王宪伦,陈壮,崔玉霞. 电子测量与仪器学报. 2019(01)
[6]背包式移动三维激光扫描系统的应用[J]. 杨铭. 测绘通报. 2018(09)
[7]基于SLAM的室内移动测量系统及其应用[J]. 余建伟,危迟. 测绘通报. 2016(06)
[8]中海达iScan-P便携式移动三维激光测量系统概述[J]. 余建伟,张攀攀,翁国康,杨晶. 测绘通报. 2015(03)
[9]一种室内标定激光测距准确度方法的研究[J]. 权贵秦,郝睿鑫,于洵. 国外电子测量技术. 2013(09)
博士论文
[1]三维点云配准技术研究[D]. 熊风光.中北大学 2018
[2]车载移动测量系统集成关键技术研究[D]. 陈长军.武汉大学 2013
[3]车载移动测量系统激光扫描仪和线阵相机的检校技术研究[D]. 韩友美.山东科技大学 2011
硕士论文
[1]车载移动测量系统在智慧交通中的应用[D]. 顾慧.吉林大学 2015
[2]智能车校园自主导航方法研究[D]. 梁昆.上海交通大学 2011
[3]积木式三维工业测量系统的研究与开发[D]. 刘尚国.山东科技大学 2005
本文编号：3434005
【文章来源】：电子测量技术. 2020,43(10)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
扫描仪和小惯导位置
如图2所示,以GX5小型惯导为例,惯导建系至少需要确定两个坐标轴和一个坐标原点。首先在底面和立面相交的棱上画一些便于观测的细线,如图2上棱和左棱白线所示,对细线和棱的交点用工业测量系统进行观测,得到棱上的相应点A1-An在观测系下的空间三维坐标,用来拟合坐标轴线。由于惯导体积较小,观测点距离较近,在空间中误差会对拟合精度造成较大影响。于是在惯导底面通过自带的字母、数字均匀选择一些点D1-Dn(如图2所示字母A的尖尖,数字6的起笔处等)进行观测,如图3所示,可得其在观测坐标系下的坐标,对这些点进行平面拟合得到惯导底面所在平面D。把A1…An投影到拟合平面上D上得A1-An,用投影点进行直线拟合得到坐标轴线。该惯导坐标系的坐标原点为底面上两坐标轴的交点,使用坐标原点和两个坐标轴以及右手坐标系原则,即可建立惯导的单体坐标系。由于传感器集成后底面会因为安装需要被遮挡住,所以在观测单体系时把底面点和传感器表面的一 些标志点进行公共点连测,这样即使底面被遮挡也可通过表面的公共连测点进行传感器之间的坐标转换。
如图3所示,假定A站上的经纬仪A,其仪器中心视为坐标原点(经纬仪三轴交点);在B站架设经纬仪B。A、B两经纬仪中心连线的水平投影作为X轴,且该水平长度为b,经过经纬仪A的坐标为(0,0,0),则经纬仪B的坐标为(b,0,h)[14]。在经纬仪A和B互瞄后,各自得到一个起始方向值。共同照准一物空间点P,测量出水平角αA、αB和垂直角βA、βB。则根据空间前方交会可以计算出P点的三维坐标(Xp,Yp,Zp)[15]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种复杂环境下多传感器数据融合方法[J]. 田明明,叶继华,王仕民,万叶晶. 山东大学学报(工学版). 2019(03)
[2]基于MLS检测的一维绝对位移的误差分析与标定[J]. 张少峰,李强,费飞,杨德华. 电子测量技术. 2019(07)
[3]3D SLAM的室内背包移动测量系统研究[J]. 宋凯,钟若飞,杜黎明,吴琼,郭姣. 测绘科学. 2019(05)
[4]机器人工具和相机位姿标定的新方法[J]. 毕德学,王欣亮,刘志芳,王晓鸣. 仪器仪表学报. 2019(01)
[5]结构光非接触式TCF标定方法研究[J]. 王宪伦,陈壮,崔玉霞. 电子测量与仪器学报. 2019(01)
[6]背包式移动三维激光扫描系统的应用[J]. 杨铭. 测绘通报. 2018(09)
[7]基于SLAM的室内移动测量系统及其应用[J]. 余建伟,危迟. 测绘通报. 2016(06)
[8]中海达iScan-P便携式移动三维激光测量系统概述[J]. 余建伟,张攀攀,翁国康,杨晶. 测绘通报. 2015(03)
[9]一种室内标定激光测距准确度方法的研究[J]. 权贵秦,郝睿鑫,于洵. 国外电子测量技术. 2013(09)
博士论文
[1]三维点云配准技术研究[D]. 熊风光.中北大学 2018
[2]车载移动测量系统集成关键技术研究[D]. 陈长军.武汉大学 2013
[3]车载移动测量系统激光扫描仪和线阵相机的检校技术研究[D]. 韩友美.山东科技大学 2011
硕士论文
[1]车载移动测量系统在智慧交通中的应用[D]. 顾慧.吉林大学 2015
[2]智能车校园自主导航方法研究[D]. 梁昆.上海交通大学 2011
[3]积木式三维工业测量系统的研究与开发[D]. 刘尚国.山东科技大学 2005
本文编号：3434005
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