[发明专利]一种适用于视觉-激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法

说明书

本发明涉及一种适用于视觉‑激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法。提出利用比视觉+激光测量系统在近距离精度更高的激光跟踪仪作为验证系统，视觉+激光测量系统和激光跟踪仪这两套系统都将前一帧测量数据作为零位点，通过测量当前帧位姿来获得两帧之间的变化量，从而得到激光+视觉测量系统与激光跟踪仪的对比精度。本发明简单实用，可推广应用于其他同类型的位姿测量系统的精度验证过程。

技术领域

本发明涉及非接触测量领域，具体涉及一种适用于视觉-激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法，适用于视觉+激光测量系统的相对位姿测量精度评估，也可推广到其他非接触测量设备的相对位姿精度评估。

背景技术

现有相对精度评估方法，其具体原理为：通过已知的目标运动状态，获取目标在图像序列中的相对位置作为参考值，来对测量系统的测量精度进行评估。且采用的模拟运动平台为二维导轨和转台，运动状态过于简单，这种相对精度的评估方法依赖于运动平台本身的精度，运动平台相对的低精度导致现有的评估方法存在评估结果误差大，精度不高的问题。为了解决该问题，本发明提出利用精度较高的激光跟踪仪作为评价系统，采用相对测量的方式评价测量系统的精度，具有非接触、效率高且其精度较高等优点。从目前公开发表的文献和专利来看，尚无与此相关的相对位姿评估方法。

发明内容

有鉴于此，本发明的技术解决问题是：提供一种适用于视觉-激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于视觉-激光测量系统的相对位姿测量精度评估方法，步骤如下：

步骤(1)：利用视觉+激光测量系统获得第一个位置合作靶标相对于融合后的视觉+激光测量系统的旋转矩阵平移矢量初始值

步骤(2)：在合作靶标不动的情况下，利用激光跟踪仪获得合作靶标相对于激光跟踪仪测量系统的旋转矩阵平移矢量初始值

步骤(3)：合作靶标移动到下一个位置即第二个位置，视觉+激光测量系统和激光跟踪仪分别获得合作靶标相对于视觉+激光测量系统、激光跟踪仪测量系统两个测量系统的旋转矩阵平移矢量和旋转矩阵平移矢量

步骤(4)：通过运算得到第二个位置下视觉+激光测量系统、激光跟踪仪测量系统两个测量系统相对于合作靶标的和其中为视觉+激光测量系统坐标系相对于合作靶标坐标系的旋转矩阵，为视觉+激光测量系统坐标系相对于合作靶标坐标系的平移矢量，同理，其中为激光跟踪仪测量系统坐标系相对于合作靶标坐标系的旋转矩阵，为激光跟踪仪测量系统坐标系相对于合作靶标坐标系的平移矢量；

步骤(5)：在视觉+激光测量系统、激光跟踪仪测量系统两个测量系统中，通过运算得到合作靶标第二个位置现对于第一个位置的旋转矩阵、平移矢量为R^C、T^C和R^L、T^L；

步骤(6)：最后，比较两个测量系统得到R^C、T^C和R^L、T^L，转换为位姿就是合作靶标运动的相对变化量，多次测量可以得到视觉+激光测量系统的相对精度。

进一步地，步骤(2)中所述的激光跟踪仪获取合作靶标的位姿具体为：将激光跟踪仪放置在合作靶标附近(1～2米)，使得其测量精度最高；然后，将激光跟踪仪的合作靶球放置在视觉+激光测量系统的合作靶标上，测量三个点以上即可获得激光跟踪仪坐标系下的合作靶标位姿。

进一步地，步骤(5)中所述的合作靶标第二个位置相对于第一个位置的旋转矩阵和平移矢量的具体计算为