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激光 1974年第1期 16-16页

在码头施工中,打桩是工程的一个关键.长期来采用的是普通经纬仪在陆上指挥打桩船定位的方法.陆上摇旗呐喊,船员心中无数,完全处于被动局面.工人同志说:‘它好象竹杆儿引瞎子,牵着跑.”用这种方法定位,时间长,精度低,夜间不能施工.

关键词：激光经纬仪光电经纬仪工程经纬仪打桩船

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激光经纬仪精确交会的实现方法研究

光电子．激光 2015年第12期26卷 2363-2369页

作者：吴斌李俊军天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

由于受经纬仪空间角度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大,很难保证经纬仪"视准轴"精确瞄准目标点,从而会带来较大测量误差。为了减小误差,基于激光经纬仪"视准轴"可视化条件,提出了一种激光经纬仪精确交会的实现方法。首先,引导经... 详细信息

由于受经纬仪空间角度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大,很难保证经纬仪"视准轴"精确瞄准目标点,从而会带来较大测量误差。为了减小误差,基于激光经纬仪"视准轴"可视化条件,提出了一种激光经纬仪精确交会的实现方法。首先,引导经纬仪围绕目标点以最小步进角为间隔进行阵列扫描,通过图像采集和图像处理得到扫描点和目标点的坐标位置关系;然后,通过直线拟合、坐标计算,使经纬仪"视准轴"精确瞄准目标点;最后,实验验证了方法的可行性。实验结果表明,本文方法能够实现激光经纬仪的精确交会,可大幅减小系统的测量误差,同时可降低经纬仪的制造成本。

关键词：经纬仪测量系统激光经纬仪 “视准轴” 精确交会直线拟合

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一种基于视觉引导的激光经纬仪自动测量系统

光电子．激光 2011年第1期22卷 115-119页

作者：张滋黎邾继贵周虎杨学友叶声华天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

为了实现对目标自动识别和自动测量,建立了一种基于视觉引导的新型激光经纬仪自动测量系统。利用两台TM5100a激光经纬仪作为精密角度传感器,采用二维精密转台带动相机代替人眼对被测区域进行扫描,引导经纬仪望远镜指向相机视场,进而对... 详细信息

为了实现对目标自动识别和自动测量,建立了一种基于视觉引导的新型激光经纬仪自动测量系统。利用两台TM5100a激光经纬仪作为精密角度传感器,采用二维精密转台带动相机代替人眼对被测区域进行扫描,引导经纬仪望远镜指向相机视场,进而对视场中的目标点进行识别和瞄准测量。对系统的自动视觉引导方法进行了研究。首先通过对精密转台和双经纬仪系统的标定实时引导经纬仪激光点进入相机视场,分别利用质心法和椭圆拟合法对视场内的激光点和目标点进行特征提取和定位;建立系统判别跟踪模型,实现对视场内各目标点的逐一跟踪瞄准;最后利用系统定向结果和双经纬仪系统瞄准目标的方位角度值,解算出目标三维坐标。实验结果表明:该方法对目标点的测量误差为亚mm级,维持在0.3 mm以内。

关键词：激光经纬仪目标识别马达驱动大尺寸测量

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非正交轴系“激光经纬仪”视准轴校正方法

光电子．激光 2015年第9期26卷 1700-1706页

作者：吴斌谢胜文天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072

非正交轴系"激光经纬仪"(简称非正交轴系经纬仪)在长时间的使用过程中视准轴参数发生微小的变化将会严重影响测量精度,因此有必要对视准轴的参数进行校正。本文提出了一种基于非正交轴系经纬仪前方交会原理的视准轴参数校正方法,首先利... 详细信息

非正交轴系"激光经纬仪"(简称非正交轴系经纬仪)在长时间的使用过程中视准轴参数发生微小的变化将会严重影响测量精度,因此有必要对视准轴的参数进行校正。本文提出了一种基于非正交轴系经纬仪前方交会原理的视准轴参数校正方法,首先利用交会约束建立关于视准轴参数的非线性方程组,然后通过解方程组得到校正后的参数。为了验证方法的正确性,使用SolidWorks建立模型并结合OpenGL进行了仿真计算,然后进行了相应的实验。结果表明,本文方法能有效校准视准轴参数,且具有很高的精度;用本文方法对视准轴进行校正后,非正交轴系经纬仪测量系统的测量精度没有受到影响。由于本文校正方法不需要借助其他辅助仪器且校正过程简单,故可以在测量现场对视准轴进行实时校正,具有一定的实用性。

关键词：非正交轴系激光经纬仪交会视准轴参数校正

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激光经纬仪室内 100m 检校法

计量技术 1998年第4期 34-36页

作者：李灿宜昌市计量测试所

本文用几何光学理论分析并提出激光经纬仪室内检校较适宜的目标距离，该方法使光束多次反射将场地进一步缩短到在一般走廊即可检校。

关键词：激光经纬仪检校方法反射光学系统

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激光经纬仪精确“交会”实现机制研究

激光经纬仪精确“交会”实现机制研究

作者：李俊军天津大学

学位级别：硕士

激光经纬仪测量系统利用与“视准轴”同轴的激光束实现对目标点的瞄准,能够在大空间、大尺寸范围实现对目标物体的快速、非接触式测量,具有广泛的应用前景。但由于激光经纬仪伺服驱动系统空间角度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大... 详细信息

激光经纬仪测量系统利用与“视准轴”同轴的激光束实现对目标点的瞄准,能够在大空间、大尺寸范围实现对目标物体的快速、非接触式测量,具有广泛的应用前景。但由于激光经纬仪伺服驱动系统空间角度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大,难以保证“视准轴”精确瞄准目标点,从而制约了激光经纬仪测量系统的应用推广。本文以大型装备精密装配、制造对大尺寸坐标测量技术的应用需求为背景,以双经纬仪测量系统为平台,基于激光经纬仪“视准轴”可视化条件,开展了激光经纬仪精确“交会”实现机制的研究。激光经纬仪精确“交会”机制通过控制伺服驱动系统使经纬仪以最小步进角为间隔对目标点进行多点扫描,通过高分辨率摄像机实时采集扫描点和目标点的位置关系图像,利用图像处理和相关算法实现经纬仪精确瞄准目标点,从而实现精确“交会”的目的。激光经纬仪精确“交会”机制利用“视准轴”激光束瞄准取代人眼瞄准,避免了人为误差的影响,提高了测量效率。论文主要工作包括:1.分析了当前大尺寸坐标测量技术在工业领域的重要地位和发展前景,对目前应用最为广泛的多种大尺寸坐标测量系统进行了原理概述,并结合大尺寸坐标测量技术在测量过程中对“交会”的需求,提出了一种激光经纬仪精确“交会”的实现机制。2.在分析经纬仪测量系统测量原理的基础上,对经纬仪测量系统的交会控制方法进行了梳理和归纳。并进一步对经纬仪测量系统非精确“交会”进行了误差分析,从而提出了激光经纬仪精确“交会”的思路与方案。3.针对激光经纬仪精确“交会”的实现机制,分析了激光点特征提取、目标点坐标定位的方法以及摄像机镜头的变焦控制算法。根据测量需要,建立了三种激光经纬仪精确“交会”的实现模型。4.针对激光经纬仪精确“交会”的实现方法,进行了系统仿真,初步证明了方法的可行性,并对精确“交会”测量方法的精度和不确定度进行了系统分析。5.结合实验室环境,基于实验室仪器设备,搭建了激光经纬仪测量平台,并对三种精确“交会”实现方法逐一进行了实验验证,最后从不同角度对三种方法进行了比较和分析。

关键词：精确“交会” 激光经纬仪大尺寸坐标测量瞄准

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激光经纬仪系统定向光电基准尺设计技术研究

激光经纬仪系统定向光电基准尺设计技术研究

作者：刘鑫天津大学

学位级别：硕士

激光经纬仪因其精度高,测量范围广,便于移动等特点,在大空间、大尺寸、高精度测量技术领域占有重要地位,被广泛应用于航天航空,船舶制造,桥梁测量等领域。激光经纬仪测量系统在测量前首先要标定两台经纬仪间的位姿关系,即系统定向过程... 详细信息

激光经纬仪因其精度高,测量范围广,便于移动等特点,在大空间、大尺寸、高精度测量技术领域占有重要地位,被广泛应用于航天航空,船舶制造,桥梁测量等领域。激光经纬仪测量系统在测量前首先要标定两台经纬仪间的位姿关系,即系统定向过程。传统标定方法采用定长基准尺,标定过程中需要人工通过望远镜系统精确瞄准,随机误差大,标定速度慢,往往需要多次标定才能达到满意的精度。而本课题组提出并研究的新型非正交轴系激光“经纬仪”,更是采用一准直激光器代替了传统望远镜,因此也无法再采用传统人工瞄准定长基准尺的标定方式。但无论是传统激光经纬仪,还是新型非正交轴系激光“经纬仪”,它们都采用一准直激光光束实现了视准轴的可视化。针对这一特点,本文基于光电位置敏感器件PSD研究了一种更适合于激光经纬仪定向应用的光电基准尺。采用该基准尺进行定向时,无需瞄准某一固定标记点,提供了“可变的”长度基准,且具有“可变”长度解算、无线数据传输等功能,甚至主动引导激光经纬仪的精确交会,实现系统定向过程的自动化。本文的研究内容和主要工作如下:1.对比分析了国内外大空间、大尺寸、高精度测量领域常见的测量方法与仪器,介绍了它们的基本原理,定向方法以及基准尺的结构功能。在此基础上提出了适用于激光经纬仪测量系统定向的新型“可变”长度光电基准尺,简单介绍了基准尺的功能与特点。2.研究了激光经纬仪测量系统的定向方法,给出了基于“可变”长光电基准尺的经纬仪测量系统定向方案。3.结合PSD的横向光电效应,从物理学角度具体分析了PSD的原理,进行了PSD器件选型,研究了PSD定位精度的影响因素以及相应的降噪方法,并针对室外环境应用的需求,提出了消除背景光影响的方案。4.完成了PSD信息采集、处理模块和蓝牙传输模块等“可变”长度基准尺的硬件设计工作,并选用合适的基准尺材料,制作了“可变”长度光电基准尺。5.研究了基准尺两端PSD的位姿标定方法,尤其是分析了安装有激光测距传感器的三坐标测量机的测量模型,及基于此设备的基准尺参数标定方法。6.设计相关实验,完成了“可变”长度光电基准尺的参数标定与精度评价。

关键词：激光经纬仪 “可变”长度光电基准尺 PSD 系统定向