新型激光標(biāo)靶位姿測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、物體位姿測(cè)量在重大型工程中有著廣泛的應(yīng)用，目前主要方法有圖像視覺法、慣性測(cè)量法、棱鏡法、激光標(biāo)靶法等。針對(duì)現(xiàn)有的測(cè)量方法存在的測(cè)量范圍有限、精度低、系統(tǒng)便攜性差等問題，本文提出了一種新型激光標(biāo)靶位姿測(cè)量系統(tǒng)。設(shè)計(jì)了基于嵌入式系統(tǒng)的激光標(biāo)靶，該標(biāo)靶結(jié)合全站儀能夠有效地實(shí)現(xiàn)物體位姿測(cè)量。在Linux平臺(tái)上，結(jié)合連通域標(biāo)記和邊界識(shí)別，研究了一種以質(zhì)心法為核心的光斑中心提取算法，該算法重復(fù)性精度高、魯棒性好。定義了激光標(biāo)靶測(cè)量系統(tǒng)的坐標(biāo)系，并通

2、過對(duì)相機(jī)的標(biāo)定以及對(duì)相機(jī)坐標(biāo)系和激光標(biāo)靶坐標(biāo)系相對(duì)關(guān)系的確定，提出了一種姿態(tài)解算算法。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，激光標(biāo)靶工作穩(wěn)定、測(cè)量精度高，在用2m長剛體模擬目標(biāo)物體進(jìn)行的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中，取得了整體誤差小于1 mm的結(jié)果。示范應(yīng)用效果表明該新型激光標(biāo)靶測(cè)量系統(tǒng)十分吻合工業(yè)工程中位姿測(cè)量的應(yīng)用需求，應(yīng)用前景十分廣泛。
　　本論文主要研究工作和創(chuàng)新點(diǎn)包括：
　　1.研究分析了國內(nèi)外工程應(yīng)用中的位姿測(cè)量系統(tǒng)，在總結(jié)了現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)和不足后，明確

3、了本文的研究方向和目標(biāo)，提出了一種新型激光標(biāo)靶位姿測(cè)量系統(tǒng)。
　　2.完成了激光標(biāo)靶的開發(fā)工作。通過對(duì)激光標(biāo)靶硬件系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了激光標(biāo)靶的小型化，保證了激光標(biāo)靶測(cè)量系統(tǒng)的便攜性。對(duì)比多種嵌入式平臺(tái)，最終以嵌入式Linux為平臺(tái)，開發(fā)了激光標(biāo)靶應(yīng)用程序。
　　3.對(duì)比多種光斑中心提取算法并結(jié)合激光標(biāo)靶對(duì)光斑中心提取算法的要求，選擇以質(zhì)心法為核心，通過對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了一種重復(fù)精度高、魯棒性好的光斑中心提取算法。