[發明專利]基于傾角傳感的室內測量定位系統基站姿態自動補償方法

有效

• 申請號: 201710419021.0
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107144273B
• 公開（公告）日: 2018-05-22
• 發明（設計）人: 林嘉睿;邾繼貴;任永杰;楊凌輝;郭思陽;齊峰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/20
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉子文

本發明公開了基于傾角傳感的室內測量定位系統基站姿態自動補償方法，包括以下步驟：步驟一：根據發射站內部機械結構，設置嵌入有傾角傳感器的發射站；步驟二：基于自動安平水準儀與導軌機構，搭建水平基準坐標系；步驟三：結合傾角傳感器測量模型與發射站旋轉測量模型，輔以水平基準坐標系，標定傾角傳感坐標系與發射站測量坐標系相互位姿關系；步驟四：通過傾角傳感器的輸出，結合姿態補償算法，實時更新發射站姿態。本發明方法旨在實時自動補償測量基站的定向參數，增加系統的穩定性，可以以通過傾角傳感器自身姿態的改變量，實時補償發射基站的姿態變化，增強測量系統的穩定性，適應惡劣的測量環境。

技術領域

本發明涉及大尺度空間三維坐標測量方法，具體的說，是涉及一種基于光電掃描室內空間測量基站的姿態的自動補償技術。

背景技術

室內測量定位系統，是基于多站空間約束的新型大尺度空間坐標測量系統，因其具有精確度高、量程廣、多任務同時測量等優點，被廣泛應用于大尺寸部件生產中的精密測量和定位。室內測量定位系統是多站式高精度測量系統，借鑒全球定位系統的概念，多個發射站有規則地布置在測量空間內，通過定向建立大范圍高精度測量網絡。在整體測量網絡中，發射站的定向參數對整體系統的測量精度有很大的影響，準確穩定的定向參數是高精度測量的基本前提。然而，隨著應用環境越來越復雜，測量空間內的發射站不可避免地被外部振動或者長期結構蠕動所影響，導致定向參數失準。目前較有效的方式是周期性的系統重新校正標定，但是重復性的標定(包括基準尺標定和坐標控制場標定)必然導致大量重復性人工操作，十分低效。

發明內容

本發明的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種基于傾角傳感的室內測量定位系統基站姿態自動補償方法，此方法旨在實時自動補償測量基站的定向參數，增加系統的穩定性，可以以通過傾角傳感器自身姿態的改變量，實時補償發射基站的姿態變化，增強測量系統的穩定性，適應惡劣的測量環境。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

基于傾角傳感的室內測量定位系統基站姿態自動補償方法，包括以下步驟：

步驟一：根據發射站內部機械結構，設置嵌入有傾角傳感器的發射站；

步驟二：基于自動安平水準儀與導軌機構，搭建水平基準坐標系；

步驟三：結合傾角傳感器測量模型與發射站旋轉測量模型，輔以水平基準坐標系，標定傾角傳感坐標系與發射站測量坐標系相互位姿關系；

步驟四：通過傾角傳感器的輸出，結合姿態補償算法，實時更新發射站姿態。

步驟二中建立水平基準坐標系的步驟如下：

步驟2-1：布置自動安平水準儀，根據水準泡將其調平；

步驟2-2：設置球形接收器和與其配套的承載球座；

步驟2-3：布置可升降的所述導軌機構，導軌機構上固定所述承載球座，承載球座上放置替代所述球形接收器的激光跟蹤儀的反射靶球，調節導軌機構使反射靶球的球心處于水準器目鏡十字叉絲交點處，即完成了等高控制點的布置；所述反射靶球為1.5英寸；

步驟2-4：通過激光跟蹤儀測量等高控制點及其他控制點，以等高控制點為xoy平面建立水平基準坐標系Oh-xhyhzh。

步驟三標定傾角傳感坐標系與發射站測量坐標系相互位姿關系的步驟如下：

步驟3-1：結合發射站測量范圍，在水平基準坐標系前布置發射站，發射站測量水平基準坐標系的所有點；