[发明专利]室内测量定位系统单发射站位姿参数在线修正方法

说明书

技术领域

本发明属于工业现场大尺寸三维坐标测量方法，特别涉及一种采用光信号接收器的工作空间测量定位系统发射站位姿参数在线修正方法，即室内测量定位系统单发射站位姿参数在线修正方法。 

背景技术

本发明所涉及的方法是基于论文《扫描平面激光空间定位系统测量网络的构建》中所述的工作空间测量定位系统(WMPS：Workspace Measurement Positioning System)，该系统为针对大型制造业测量需求及全局测量控制网的特点发展一种新的多站网络式室内测量定位系统。WMPS系统借鉴全球定位系统的思想，使用多个激光发射装置(发射站)组成测量网络，采用基于光电扫描的空间角度交会自动测量方法对单个接收器进行定位，发射站在工作时不负责解算接收器坐标，而是通过向外发射带有角度信息的光信号，为测量空间内的光电接收器提供定位服务。激光发射站结构如图2所示，发射站工作时转台绕固定轴匀速旋转并向外发射两束随转台一同旋转的平面激光，同时每当转台转至一个预定位置时基座上的激光器发出全向光脉冲作为单周旋转起点的同步标记。接收器接收到同步标记光信号及扫描平面光信号并通过内部计时器记录此时时间值，解算转台转过角度。处理电路在获得发射站角度信息后通过无线网络将角度值发送给解算工作站。在已知发射站方位信息后，只要有两个以上基站的角度测量值，解算工作站便可以使用角度交汇方法计算出此时接收器的精确坐标。 

实现WMPS测量网络的前提之一即保证网络内发射站空间位姿(坐标及方向角)稳定不变。工业现场使用时虽然发射站一般安装在稳定地基或墙壁侧立面上，但是由于现场工作环境复杂恶劣，大型装配设备长时间运动产生的震动和安装框架受温度影响产生的变形将不可避免的影响某些发射站位姿，使发射站位置及姿态角发生微量偏移，引起测量精度降低。在现有方法中，当发现网络中某测量区域内一台发射站位姿偏移时，则需要停止该区域测量任务并对该发射站及其邻近发射站进行局部重新定向，然后将局部位姿参数通过坐标系转换方法转换到全局测量坐标系下修正发射站位姿偏差。采用局部定向方法在应用于工业生产现场时一方面将引起测量工作局部中断浪费生产时间降低测量效率，另一方面定向后的坐标系转换过程也会引入转换误差影响修正后的测量效果。因此，研究实时单发射站位姿的实时在线修正技术对提高WMPS系统测量效率及测量精度具有重要价值。 

发明内容

为克服现有技术的不足，提高测量效率，降低测量误差，本发明采取的技术方案是，室内测量定位系统单发射站位姿参数在线修正方法：包括下列步骤： 

1、在工作空间内布置好发射站，完成发射站定向过程，记录发射站定向结果既每个发射站位姿参数； 

2、在工作空间内安装4个以上用于修正发射站位姿的接收器，并使每个接收器可接收到 该测量区域内的所有发射站信息，用于安装接收器的支架由温度系数较小的殷钢或陶瓷材料制成并固连在工位地基上； 

3、采用已完成定向的发射站或已将坐标系统一到测量坐标系下的激光跟踪仪等高精度辅助定向设备测量每个用于位姿修正的接收器的坐标值，并将测量结果保存在上位机中作为基准值； 

4、当测量区域内某一发射站位姿发生改变影响测量精度时，采用位姿修正用接收器接收器该发射站所发出的光信号，构建形如(7)式的方程组，通过发射站光平面与接收器几何约束关系解算发射站旋转四元数修正量δq_TXGn及坐标修正量δP_TXGn，