扫描平面激光坐标测量系统校准方法的优化

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1、第１９卷第４期光学精密工程Ｖｏｌ．１９Ｎｏ．４２０１１年４月ＯｐｔｉｃｓａｎｄＰｒｅｃｉｓｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｐｒ．２０１１文章编号１００４９２４Ｘ（２０１１）０４０８７００８扫描平面激光坐标测量系统校准方法的优化劳达宝，杨学友，邾继贵，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）摘要：介绍了一种基于旋转平面激光单站测角、多站交汇的坐标测量系统，并对其校准方法进行了优化。分析了系统的测角方式和多传感器交汇测量的特点，阐述了基于传统方法的单基站方位信息测量原理及系统结构，并提出了相应的单站结构参数和系统参数校准方法。针对转轴直线和光平面的特点，设计了配

2、套附件并借助经纬仪标定了结构参数，同时通过接收器确定光平面初始位置来实现多站系统校准。为进一步完善校准技术，分析了影响校准精度的主要误差因素，基于此分别对结构参数标定方式和系统校准过程的控制加以改进，研究了一种系统一体化标定方法。实验显示，系统整体测量误差达到０．１ｍｍ，证明了提出的校准方法切实可行，提高了校准精度。关键词：大尺寸测量；坐标测量；激光测量法；校准；误差分析中图分类号：ＴＨ７２；ＴＮ２４７文献标识码：Ａ犱狅犻：１０．３７８８／ＯＰＥ．２０１１１９０４．０８７０犗狆狋犻犿犻狕犪狋犻狅狀狅犳犮犪犾犻犫狉犪狋犻狅狀犿犲狋犺狅犱犳狅狉狊犮犪狀狀犻狀犵狆犾犪狀犪狉犾犪狊犲狉犮狅狅狉犱犻

3、狀犪狋犲犿犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋狊狔狊狋犲犿ＬＡＯＤａｂａｏ，ＹＡＮＧＸｕｅｙｏｕ，ＺＨＵＪｉｇｕｉ，ＹＥＳｈｅｎｇｈｕａ（犛狋犪狋犲犓犲狔犔犪犫狅狉犪狋狅狉狔狅犳犘狉犲犮犻狊犻狅狀犕犲犪狊狌狉犻狀犵犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔犪狀犱犐狀狊狋狉狌犿犲狀狋狊，犜犻犪狀犼犻狀犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犜犻犪狀犼犻狀３０００７２，犆犺犻狀犪）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙａｒｏｔａｔｉｎｇｐｌａｎａｒｌａｓｅｒｉｎｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｍｕｌｔｉｓｔａｔｉｏｎ，ａｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｍｅａｓｕｒｉｎｇ

4、ｓｙｓｔｅｍｗａｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ，ａｎｄｉｔｓｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｗａｓｏｐｔｉｍｉｚｅｄ．Ｗｉｔｈａｎａｌｙｚｉｎｇｉｔｓｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｓｐｅｃｉａｌａｎｇｌｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｎｄｍｕｌｔｉｓｅｎｓｏｒｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｔｈｅｐｒｉｎｃｉｐｌｅｏｆａｚｉｍｕｔｈｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｂｙｔｈｅｓｉｎｇｌｅｓｔａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｅｒｅｄｅｓｃｒｉｂｅｄ，ｔｈｅｎｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓｆｏｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｉｎｇｌｅｓｔａ

5、ｔｉｏｎａｎｄｓｙｓｔｅｍｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．Ａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｏｔａｔｉｎｇｓｈａｆｔａｎｄａｌａｓｅｒｐｌａｎｅ，ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｃａｌｉｂｒａｔｅｄｂｙｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅｓｔｈｒｏｕｇｈｄｅｓｉｇｎｅｄｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇａｃｃｅｓｓｏｒｉｅｓ，ａｎｄｔｈｅｓｙｓｔｅｍｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｗａｓｒｅａｌｉｚｅｄｂｙｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇｔｈｅｌａｓｅｒｐｌａｎｅｓｉｎｔｈｅｉｎｉｔｉａｌｐｌａｃｅｂｙｕｓｉｎｇａｒｅｃｅｉｖｅｒ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｅｒｆｅｃｔｔｈｅｃａ

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7、ｏｖｅｓｔｈｅｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ收稿日期：２０１００７３０；修订日期：２０１００９２９．基金项目：国家自然科学资金重点资助项目（Ｎｏ．５０７３５００３）；天津市自然科学基金资助项目（Ｎｏ．０９ＪＣＺＤＪＣ２６９００）；天津市科技支撑计划重点项目（Ｎｏ．０８ＺＣＧＹＧＸ１１８００）第４期劳达宝，等：扫描平面激光坐标测量系统校准方法优化８７１ｍｅｔｈｏｄｉｓｆｅａｓｉｂｌｅ，ａｎｄｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｃａｌ