一種應用于大尺寸測量系統的坐標系自動標定方法

張曉暉，張嘉穎，劉青，李金童，楊啟航，呂佳銘，尚婷，成鵬飛

（西安理工大學 自動化與信息工程學院， 西安 710048）

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大尺寸測量技術廣泛應用于航空航天設備裝配、幾何量精密測量、移動機器人定位與導航等工業制造領域［1-3］。隨著測量對象向著復雜化，精細化，大型化，多目標方向發展，單站測量模式已經難以完成相應的測量任務。分布式測量系統相比于單站系統，具有更高的精度和更遠的測量范圍［4-6］。分布式測量系統通過測量單元之間組網的方式平衡了測量精度、效率和測量范圍之間的矛盾，充分發揮了各個測量單元的優勢。此外，分布式測量系統可以通過增減測量單元控制測量范圍，并根據測量任務的需求靈活調整測量方案。

面向大尺寸測量領域的精密激光定位系統（Accurate Laser Positioning System， ALPS）是一種典型的分布式計量系統。在測量時，ALPS 的各測量單元在其獨立的局部坐標系下獲得測量數據。為實現多臺測量單元的組網測量，需要提前標定各個測量單元的局部坐標系。測量單元的坐標系標定精度很大程度上決定了組網測量的精度［7-8］。傳統的坐標系標定方法是在測量空間內部署多個已知坐標的轉站控制點，各測量單元通過公共點坐標建立約束［9］，從而解算出各測量單元局部坐標系之間的轉換關系。一方面，公共點的布置是隨機的且繁瑣的。另一方面，公共點彼此之間并無關聯，因此容易出現點位配對錯誤導致解算失敗的問題。另一種常用的坐標系標定方法是基于標準器的方法［10-13］。……