[发明专利]一种局域空间定位系统的现场标定方法

摘要

一种局域空间定位系统的现场标定方法，先将12台发射机布置成两行，在两行之间划出一个矩形区域，在其四个顶点上分别布置一个参考基准，再给发射机分别设置一个转速，按转速对发射机进行编号，分为四个组合并选择一个参考基准，然后对每个测量单元进行标定，再设公共位置，用四个测量单元分别测量公共位置，得到其在各自空间坐标系下的坐标数据，最后将得到的坐标数据采用四元素坐标变换方法，将四个小测量空间统一到一个坐标空间中，完成了小测量空间拼接成大的测量空间，本发明能够实现9m×9m范围内的快速标定，从而实现全方位、大范围的精确测量，提高了工作效率及测量精度。

主权项

一种局域空间定位系统的现场标定方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将12台发射机布置成两行，一行6台发射机，行距为10m，每行内相邻的发射机间距为2m，在两行发射机之间划出一个9mx9m的矩形区域，在矩形的四个顶点上分别布置一个参考基准，2)给12台发射机分别设置一个转速，转速范围从1900r/min依次递增到3000r/min，按转速对12台发射机进行编号，然后将12台发射机分为四个组合：一号发射机、二号发射机、三号发射机和四号发射机组合为测量单元i，三号发射机、四号发射机、五号发射机和六号发射机组合为测量单元ii，七号发射机、八号发射机、九号发射机和十号发射机组合为测量单元iii，九号发射机、十号发射机、十一号发射机和十二号发射机组合为测量单元iv，并给每个测量单元选择一个参考基准，3)分别对每个测量单元进行标定，标定步骤如下：I)将一个1000mmx500mm大小的平面靶标17竖直放置于该测量单元前方3m处，平面靶标17上面布置有一个二维垂直轨道，将激光接收器置于轨道上，建立以二维轨道方向分别为y轴、z轴，平面靶标17平面法向为x轴，原点取轨道上任意一个定点的靶标坐标系，II)粗测发射机在靶标坐标系中的位置，设定初始值，III)在轨道上移动接收器采集信号，作为标定数据，移动方式为：沿z轴方向移动3行，每行采集11个标定点，每次移动步长为50mm，IV)进行标定，求解模型参数是S1k、S2k及Mk，模型如下： S 11 T R 11 M 1 X W = 0 S 21 T R 21 M 1 X W = 0 S 12 T R 12 M 2 X W = 0 S 22 T R 22 M 2 X W = 0 M S 1 k T R 1 k M k X W = 0 S 2 k T R 2 k M k X W = 0 其中：k：发射机编号，k＝1，2，3，4，S1k、S2k：激光平面的平面方程系数(a，b，c，1)T，称为平面坐标，即(a，b，c，1)T对应的平面方程为ax+by+cz+1＝0，R1k、R2k：激光平面到初始位置的旋转矩阵，分别是特征时间t1k、t2k的函数，XW：同一世界坐标系下待测点坐标，Mk：世界坐标系到发射机坐标系的坐标变换矩阵， M k = R k T k O 1 , Rk、Tk分别为世界坐标系到发射机坐标系的旋转矩阵和平移矩阵，同样对另外三个测量单元进行标定，每个测量单元负责一个小测量空间，且各有一个空间坐标系，4)在测量区域中心地带任意布置5～10个特征点作为公共位置，用这四个测量单元分别测量这些公共位置，得到其在各自空间坐标系下的坐标数据，5)将得到的坐标数据采用四元素坐标变换方法，将四个小测量空间统一到一个坐标空间中，完成了小测量空间拼接成大的测量空间。