[发明专利]基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：包括安装有机器人的AGV小车(10)、夹持在机器人机械手臂末端的激光雷达(40)和标准坐标系参考板(20)以及室内GPS系统(30)；所述室内GPS系统(30)建立有全局坐标系Q；所述室内GPS系统(30)监测标准坐标系参考板(20)在室内GPS系统(30)建立的全局坐标系Q下的位姿。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：飞机大尺寸测量系统工作时所述激光雷达(40)和标准坐标系参考板(20)之间的相对位姿保持不变。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：所述激光雷达(40)可建立一个激光雷达坐标系L。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：所述标准坐标系参考板(20)上布置有三个球形接收器(21)；三个所述球形接收器(21)的球心可建立一个标准参考坐标系S。

5.根据权利要求4所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：三个所述球形接收器(21)的连线呈直角，且直角两端处的球形接收器(21)到直角处球形接收器(21)的距离不同。

6.根据权利要求5所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统，其特征在于：所述室内GPS系统(30)包括IGPS发射器(31)、分别布置于室内和标准坐标系参考板(20)上的球形接收器(21)及中央处理器；所述IGPS发射器(31)布置在室内空间的多个位置处。

7.一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量方法，其特征在于：包括权利要求1至权利要求6任一项所述的基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量系统；还包括以下步骤：

步骤一：室内GPS系统(30)标定，室内GPS系统(30)标定各个IGPS发射器(31)之间的关系，建立飞机大尺寸测量系统的全局坐标系Q；

步骤二：通过激光雷达坐标系L和标准参考坐标系S标定来确定激光雷达坐标系L相对于标准参考坐标系S之间的位姿关系^ST_L：

步骤三：AGV小车(10)携带激光雷达(40)扫描飞机构件进行数据采集，激光雷达在多个站位扫描得到点云数据，随后将点云数据转换到标准参考坐标系S中。

步骤四：实时识别标准参考坐标系S在全局坐标系Q中的位姿；

步骤五：将采集到的点云数据全部转换到全局坐标系Q下

步骤六：通过中央处理器对点云数据进行处理，即可完成对飞机大构件的测量。

8.根据权利要求7所述的一种基于激光雷达和室内GPS系统的飞机大尺寸测量方法，其特征在于：所述步骤二中^ST_L的计算公式为：

^LT_S＝^LT_Q*^QT_S

^ST_L＝^LT_S^-1

^LT_Q代表全局坐标系Q相对于激光雷达坐标系L之间的位姿关系,^QT_S代表标准参考坐标系S相对于全局坐标系Q之间的位姿关系。