一种基于激光跟踪仪的地理坐标系建立方法
基于激光跟踪仪的三维坐标转换方法
基于激光跟踪仪的三维坐标转换方法
穆星;张宁
【期刊名称】《北京测绘》
【年(卷),期】2024(38)2
【摘要】为了进一步提高工程测量三维坐标转换精度,本文开展了基于激光跟踪仪的三维坐标转换方法研究。
首先,介绍了徕卡AT960激光跟踪仪的原理和测量精度;其次,推导了目前常用的大旋转角非线性13和7参数转换模型;最后,设计实测实验进行精度验证。
实验步骤如下:利用徕卡AT960激光跟踪仪采集不同测站下的公共点三维坐标信息,然后利用非线性13参数和7参数模型将各个公共点坐标归算到统一坐标系下,对归算后的坐标进行精度分析。
结果表明:非线性13和7参数转换模型的单位权中误差分别为9.79μm和9.54μm,整体精度基本一致,说明基于激光跟踪仪的三维坐标转换精度可以达到微米量级。
【总页数】6页(P264-269)
【作者】穆星;张宁
【作者单位】中色蓝图科技股份有限公司;山东省地质矿产勘查开发局第一地质大队(山东省第一地质矿产勘查院);山东省地矿局索道智能变形监测重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】P228
【相关文献】
1.机器人与激光跟踪仪的坐标系转换方法研究
2.激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究
3.机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的快速转换方法
4.基于三维直线拟合的机器人与跟踪仪坐标系转换方法
5.一种工具坐标系标定与公共点结合的机器人与激光跟踪仪坐标转换方法
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
工业机器人建立工具坐标系的方法
工业机器人建立工具坐标系的方法一、前言工业机器人建立工具坐标系是机器人应用中的重要步骤之一，是保证机器人精度和稳定性的关键。
在实际应用中，建立工具坐标系需要考虑多种因素，包括机器人本身的结构特点、工作环境的复杂性以及工件的形状等。
下面将详细介绍工业机器人建立工具坐标系的方法。
二、基本概念1、工具坐标系工具坐标系是指机器人末端执行器（如夹爪、吸盘等）相对于基座坐标系的位置和姿态关系，通常用一个三维向量表示，包括位置和姿态信息。
2、基座坐标系基座坐标系是指机器人控制系统中规定的参考坐标系，通常是以机器人安装位置为原点建立的右手笛卡尔坐标系。
3、TCP（Tool Center Point）TCP是指末端执行器上一个固定点，也称为夹爪中心点或吸盘中心点。
在建立工具坐标系时需要确定TCP在基座坐标系中的位置和姿态信息。
三、建立方法1、手动法手动法是最简单直接的建立工具坐标系的方法，适用于简单的应用场景。
具体步骤如下：（1）将机器人末端执行器移动到所需位置。
（2）将TCP对准基座坐标系原点，记录此时机器人的姿态信息。
（3）将TCP沿着基座坐标系三个轴向移动一定距离，再记录此时机器人的姿态信息。
（4）根据两次记录的姿态信息计算出TCP在基座坐标系中的位置和姿态信息。
手动法建立工具坐标系简单易行，但精度较低且需要耗费大量时间和人力资源。
2、示教法示教法是指通过手动示教机器人运动轨迹来建立工具坐标系。
具体步骤如下：（1）将机器人末端执行器移动到所需位置。
（2）按下机器人控制系统中的示教按钮，手动操作机器人完成一段规定运动轨迹，同时记录下运动轨迹信息。
（3）根据运动轨迹信息计算出TCP在基座坐标系中的位置和姿态信息。
示教法建立工具坐标系精度较高，但需要进行多次示教以提高精度，并且不适用于复杂的应用场景。
3、标定法标定法是一种通过测量和计算来建立工具坐标系的方法，通常需要使用特殊的测量工具和软件。
具体步骤如下：（1）将机器人末端执行器移动到所需位置。
一种新型自动激光经纬仪引导跟踪方法
随着大型装备制造业水平的提高，大空间大尺寸范围内三维坐标的测量逐渐成为工业测量关注的焦点 和热点。可移动式空间大尺寸坐标测量系统因其测量范围广(一般在几米到几十米甚至上百米的范围内)、 测量精度高(亚毫米级以内)等特点被广泛地应用在汽车、造船、航空航天、能源及水利电力等工业中，如 汽车白车身关键部位三维特征的测量[1]、飞机外型整体几何参数测量、大型水力发电机的叶片形貌、粒子 加速环的几何参数测量等。常用的可移动式大尺寸测量设备主要有激光跟踪仪、全站仪、经纬仪、数字近 景摄影测量系统等。其中经纬仪测量系统因为精度高、非接触式测量、易搬迁等特点在工业测量领域有着 广泛的应用[2]，但传统的经纬仪测量系统需要人眼瞄准，人为误差明显，测量效率低下。
到。
利用定向后的双经纬仪系统对精密转台进行标定。将一球形靶标固定在转台上，将转台水平旋转 5 个
位置，用已完成定向的双经纬仪系统测量各个位置处靶标的坐标并利用最小二乘法拟合出转台垂直旋转轴
z 轴的参数。水平旋转转台，使得垂直旋转轴与双经纬仪连线大致平行，以保证垂直旋转时两台经纬仪对
靶标都保持可见，将水平转台当前位置作为初始标定的水平方位。保持转台水平旋转位置不变，使转台在
3
1) 经纬仪 XwYwZw 与二维精密转台转动后实时坐标系 XytmYytmZytm 的标定 通过系统定向将双经纬仪统一到同一个坐标系 XwYwZw 下[7-8]，其坐标原点为左经纬仪中心，x 轴方向 为两经纬仪中心连线在水平面上的投影并指向右经纬仪，y 轴方向竖直向下，z 轴方向则由右手法则可以得
2 所示。
Zw
Xw
Theodolite
Yw
coordinate system
Zyt0 Yyt0
Viewing field of
一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法[发明专利]
![一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/779c08b3d5d8d15abe23482fb4daa58da0111c83.png)
(10)申请公布号(43)申请公布日 (21)申请号 201510058586.1(22)申请日 2015.02.04B23K 9/127(2006.01)B23K 9/095(2006.01)(71)申请人北京石油化工学院地址102600 北京市大兴区黄村清源北路19号申请人唐山开元焊接自动化技术研究所有限公司(72)发明人朱加雷 徐世龙 焦向东 李卫强马正住(74)专利代理机构北京凯特来知识产权代理有限公司 11260代理人郑立明 郑哲(54)发明名称一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法(57)摘要本发明公开了一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统及方法，该系统包括：激光跟踪仪及配套的靶球、工业焊接机器人、焊接电源及电弧跟踪模块；该靶球与工业焊接机器人最前端的焊枪夹持机构固定连接，该工业焊接机器人与焊接电源及其电弧跟踪模块相连，该激光跟踪仪固定放置在离该靶球一定距离处；激光跟踪仪实时跟踪和测量靶球的位置信息，根据靶球的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人前端焊枪的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息。
通过本发明的方法，可获得电弧跟踪精度、跟踪调整速度以及可调整范围的数据信息，为工业机器人、焊接专机和焊接电弧跟踪模块的开发及完善等提供试验和理论分析基础。
(51)Int.Cl.(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书2页 说明书6页 附图2页(10)申请公布号CN 104646799 A (43)申请公布日2015.05.27C N 104646799A1.一种基于激光跟踪仪的电弧跟踪测试系统，其特征在于，该系统包括：激光跟踪仪(1)及配套的靶球(2)、工业焊接机器人(4)、焊接电源(8)及集成在该焊接电源(8)中的电弧跟踪模块(7)；该靶球(2)与工业焊接机器人(4)最前端的焊枪夹持机构固定连接；该工业焊接机器人(4)与焊接电源(8)及其电弧跟踪模块(7)相连；该激光跟踪仪(1)固定放置在离该靶球(2)一定距离处；激光跟踪仪(1)实时跟踪和测量靶球(2)的位置信息，根据靶球(2)的位置信息以及预先设定的工业焊接机器人(4)前端焊枪(5)的示教运动轨迹与待焊坡口实际位置之间的偏差值及跟踪功能开启情况，获得电弧跟踪精度以及跟踪策略调整信息。
飞机水平测量
飞机水平测量居玮【摘要】介绍了飞机水平测量的原理、测量方法、对飞机状态的要求、测量环境的要求、设备和量具的要求、精度要求和水平测量点的选取原则,并分析对比了传统水平测量方法和使用激光跟踪仪进行水平测量方法的原理、设备要求、精度要求和测量方法,最后通过对比测量精度、便携性和效率,对飞机水平测量的相关技术进行了总结.【期刊名称】《技术与市场》【年(卷),期】2018(025)011【总页数】2页(P91-92)【关键词】飞机水平测量;激光跟踪仪【作者】居玮【作者单位】上海飞机制造有限公司,上海200436【正文语种】中文0 引言飞机总装完成后，需要检查其相对位置的正确性，判断是否符合产品图样和技术条件的要求。
通常采用水平测量的方法进行检查。
飞机水平测量的项目，除机翼、尾翼、机身相对位置外，还有发动机、起落架的安装位置也需进行水平测量。
飞机的水平测量实际上不仅是检验飞机总体装配质量而且还检验飞机实际制造后的外形与设计时理论外形的偏差量是否满足设计时的要求，这对于飞机的外形质量控制也有着十分重要的意义。
传统的飞机水平测量主要借助于水准仪、标尺、铅垂等仪器设备，采用手工测量方式进行飞机表面水平特征点的测量。
对于大尺寸复杂型面的飞机来说，采用传统方式飞机的水平测量不但工作量、工作难度非常大，而且测量误差也很大，无法保证飞机水平测量的精度。
随着科技与航空制造业的飞速发展，传统的测量方法己经无法适应飞机设计的发展趋势。
数字化测量技术发展已日趋成熟，飞机数字化水平测量技术具有精度高、效率高、操作简便等优势。
对于我国的飞机制造业有着革命性的意义[1]。
1 飞机水平测量的一般要求1.1 概述飞机水平测量，是通过特定的标记，用特定的测量手段检测飞机大部件间相对几何关系和大部件自身的几何变形情况的工作；是为了保证飞机各部件间相对位置、对称性及飞机各部件自身位置、姿态具有足够的准确度，对规定的飞机水平测量点进行的测量工作。
一种天线转向精度标定方法
作者简介：李洋，男，工程师，硕士，主要从事大尺寸测量技术研究。
一种天线转向精度标定方法李 洋 曹铁泽 瞿剑苏（航空工业北京长城计量测试技术研究所，北京１０００９５）摘 要：随着技术的发展，天线被广泛应用于各个领域。
天线的转向精度直接应影响探测的准确性。
提出一种基于激光跟踪仪的天线转向精度标定方法，通过测量定位点得到坐标值，建立空间圆方程并用最小二乘法求解；利用坐标系转换算法分离轴向跳动；分析了影响圆拟合精度的因素并给出了优化方案。
现场标定实验证明了方法可行性。
关键词：天线；激光跟踪仪；空间圆拟合；坐标系转换中图分类号：ＴＮ８２ 文献标识码：Ａ 国家标准学科分类代码：４６０ ４０３０ＤＯＩ：１０．１５９８８／ｊ．ｃｎｋｉ．１００４－６９４１．２０２０．４．０２５ＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｆｏｒＡｎｔｅｎｎａＳｔｅｅｒｉｎｇＡｃｃｕｒａｃｙＬＩＹａｎｇ ＣＡＯＴｉｅｚｅ ＱＵＪｉａｎｓｕＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ａｎｔｅｎｎａｓａｒｅｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｖａｒｉｏｕｓｆｉｅｌｄｓ Ｔｈｅｔｕｒｎｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅａｎｔｅｎｎａｓｈｏｕｌｄｄｉｒｅｃｔｌｙａｆｆｅｃｔｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｄｅｔｅｃｔｉｏｎ Ａｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒａｎｔｅｎｎａｓｔｅｅｒｉｎｇａｃｃｕｒａｃｙｂａｓｅｄｏｎａｌａｓｅｒｔｒａｃｋｅｒｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ Ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｖａｌｕｅｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｍｅａｓｕｒｉｎｇｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇｐｏｉｎｔｓ，ａｎｄｔｈｅｓｐａｃｅｃｉｒｃｌｅｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｎｄｓｏｌｖｅｄｂｙｔｈｅｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅｓｍｅｔｈｏｄ Ｔｈｅｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎａｌ ｇｏｒｉｔｈｍｉｓｕｓｅｄｔｏｓｅｐａｒａｔｅｔｈｅａｘｉａｌｒｕｎｏｕｔ Ｆａｃｔｏｒｓａｎｄｇｉｖｅｓｔｈｅｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ ＦｉｅｌｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈａｖｅｐｒｏｖｅｄｔｈｅｆｅａｓｉｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄＫｅｙｗｏｒｄｓ：ａｎｔｅｎｎａ；ｌａｓｅｒｔｒａｃｋｅｒ；ｓｐａｃｅｃｉｒｃｌｅｆｉｔｔｉｎｇ；ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅｓｙｓｔｅｍｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ０ 前言天线被广泛应用于通信、导航、定位、雷达、广播等民用与军用领域。
一种新型激光经纬仪自动跟踪引导方法
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ａ ｎｅｗ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｉｎｇ ｇｕｉｄｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｆｏｒ ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅｓ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｉｍｉｎｇ ａｔ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔｃｏｍｉｎｇ ｏｆ ｃｕｒｒｅｎｔ ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅｓ ｔｈａｔ ｍａｎｕａｌ ａｉｍ ｔａｋｉｎｇ ａｎｄ ｒｅａｄｉｎｇ ｗａｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｒａｔｈｅｒ ｔｈａｎ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｉｎｇ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ ｄｕｒｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ． Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐｒｏｐｏｓａｌ， ａ ｈｉｇｈ ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ ｃａｍｅｒａ ｗａｓ ａｄｏｐｔｅｄ ｔｏ ｃａｐｔｕｒｅ ｔｈｅ ｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ， ａｎｄ ａ ｔｒａｃｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ ｗａｓ ｕｓｅｄ ｔｏ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｔｈｅ ｔｒａｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔ， ａｎｄ ｄｒｉｖｅ ｔｈｅ ｃａｍｅｒａ ｃａｒｒｉｅｄ ｂｙ ａ ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｈｏｌｄｅｒ ｔｏ ｒｏｔａｔｅ ｉｎ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｏｒ ｐｉｔｃｈｉｎｇ ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ， ｓｏ ａｓ ｔｏ ｅｎａｂｌｅ ｔｈｅ ｃａｍｅｒａ ｃｏｌｌｉｍａｔｉｏｎ ａｘｉｓ ｔｏ ｔｒａｃｅ ｔｈｅ ｔｒａｃｋ ｏｆ ｔｈｅ ｏｂｊｅｃｔ． Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｈｅ ｇｕｉｄｉｎｇ ｍａｔｒｉｘ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ ｓｙｓｔｅｍｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍｅｒａ ａｎｄ ｔｈｅ ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ ｗａｓ ｃｒｅａｔｅｄ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｅｌｐ ｏｆ Ｄ－Ｈ ｍｏｄｅｌ， ｗｉｔｈ ｗｈｉｃｈ ｔｈｅ ｔｅｌｅｓｃｏｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ ｗａｓ ｇｕｉｄｅｄ ｔｏ ｐｏｉｎｔ ａｔ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｏｆ ｖｉｅｗ ｏｆ ｔｈｅ ｃａｍｅｒａ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍ ｏｂｊｅｃｔ ｔｒａｃｉｎｇ ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ． Ｔｈｉｓ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｇｕｉｄｉｎｇ ａｐｐｒｏａｃｈ ｉｓ ｈｉｇｈｌｙ ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ａｎｄ ｐｒａｃｔｉｃａｌ， ａｎｄ ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ ｃａｎ ｂｅ ｇｕａｒａｎｔｅｅｄ， ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｉｎｇ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｔｈｅｏｄｏｌｉｔｅ； ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎｄ ｇｕｉｄａｎｃｅ； Ｋａｌｍａｎ ｆｉｌｔｅｒｉｎｇ； Ｄｅｎａｖｉｔ－Ｈａｒｔｅｎｂｅｒｇ ｍａｔｒｉｘ 以大型船体、 发电设备、 客机［１－２］等为代表的大型设备装配 能力， 是一个国家工业实力的重要组成部分。高效率测量这些 大尺寸设备的装配精度，是目前大空间测量领域研究的热门 课题。 大空间测量设备主要有激光跟踪仪 、 全站仪 、 经纬仪等 。 其中， 经纬仪因其具备测量精度高 、 移站方便 、 非接触式测量 等优点而应用广泛。但相比激光跟踪仪等自动化程度较高的 设备， 经纬仪没有内置光电跟踪伺服机构， 只能实现对静止目 标的测量。 针对上述缺点， 本文提出了一种解决方案： 首先搭建外置 光电跟踪伺服子系统捕获和跟踪动目标；再配合坐标系转换 矩阵， 引导激光经纬仪瞄准待测目标。该方法在保持了经纬仪 原有优点的同时， 实现了对运动目标的自动跟踪测量， 有效提 高了测量效率。限于篇幅， 本文在简要介绍系统原理后， 重点
智能移动三坐标辅助定位的自适应控制方法
智能移动三坐标辅助定位的自适应控制方法韩锋;田威;刘明爽;蒋昊【摘要】飞机部件的外形测量与误差评估是提升飞机装配质量的关键.针对测量工作要求高精度、高效率和无需专用工装的情况,同时针对被测对象外形尺寸大、各部位测量规范不同等难点,提出一种基于激光跟踪仪的智能移动三坐标辅助定位自适应控制技术.该技术以激光跟踪仪作为测量工具,以直角三坐标伺服机构作为靶标的辅助定位装置,通过对直角三坐标伺服机构及导航小车进行任务规划与优化;同时激光跟踪仪实时反馈靶标目标位置,从而以最优路径的方式实现对测量机构多站位自主移动的全闭环自适应控制,提高了靶标的定位精度及测量效率.本文在线对测量数据进行了快速处理,得出了误差分布图,并精确地反映了测量点位的误差.实验结果表明:该方法可实现大尺寸部件的高精度快速测量,满足飞机大部件的测量要求.【期刊名称】《南京航空航天大学学报》【年(卷),期】2016(048)001【总页数】8页(P98-105)【关键词】激光跟踪仪;直角三坐标伺服机构;导航小车;靶标;实时反馈【作者】韩锋;田威;刘明爽;蒋昊【作者单位】南京航空航天大学机电学院,南京,210016;南京航空航天大学机电学院,南京,210016;南京航空航天大学机电学院,南京,210016;南京航空航天大学机电学院,南京,210016【正文语种】中文【中图分类】V26随着航空制造业朝着高精度、低成本及数字化、柔性化方向的快速发展，飞机零部件的加工和装配越来越依赖于大尺寸测量技术和系统提供的技术保证，除了使用传统的工装夹具定位方法对产品进行检测外，也越来越多地使用便携灵活的大尺寸空间坐标测量设备对产品进行质量控制[1-2]。
然而，传统的大尺寸测量手段有限、操作复杂并且测量效率低，有时还必须借助于昂贵的机械夹具，严重地影响了生产效率，尤其是对一些复杂曲面的测量、特征线上数据点的测量，更是难以满足测量要求[3-5]。
近年来，各主机厂对飞机大部件的外形检测大部分采用划线检测法，依靠人工在待测产品上画特征线，再手持激光跟踪仪靶标对特征线上的点位进行逐一测量。
一种集成GNSS和激光跟踪仪的垂线偏差测量装置及方法[发明专利]
![一种集成GNSS和激光跟踪仪的垂线偏差测量装置及方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f48f3180a98271fe900ef96b.png)
专利名称：一种集成GNSS和激光跟踪仪的垂线偏差测量装置及方法
专利类型：发明专利
发明人：郭金运,高文宗,刘新,孔巧丽,刘路,周茂盛
申请号：CN201810021065.2
申请日：20180110
公开号：CN108317993A
公开日：
20180724
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种集成GNSS和激光跟踪仪的垂线偏差测量装置及方法。
垂线偏差测量装置包括一基座、一圆筒、一自由落体靶球、若干固定靶球、一激光跟踪仪以及若干个GNSS接收机。
垂线测量方法包括如下步骤：s1.安置好垂线偏差测量装置，将圆筒内部抽成真空；s2.利用体固坐标系下坐标已知的GNSS接收机获取测点P在地固坐标系下的坐标及体固坐标系与地固坐标系之间的转换参数；s3.利用激光跟踪仪获取独立坐标系与体固坐标系转换参数及重力方向矢量；s4.求得测点P的天文大地垂线偏差及其子午圈和卯酉圈分量；s5.求得测点P的重力垂线偏差及其子午圈和卯酉圈分量。
本发明可以高效快速获得测点的高精度垂线偏差，具有测量效率高，测量结果可靠，测量精度高等优势。
申请人：山东科技大学
地址：266590 山东省青岛市黄岛区经济技术开发区前湾港路579号
国籍：CN
代理机构：青岛智地领创专利代理有限公司
代理人：朱玉建
更多信息请下载全文后查看。
机器人与激光跟踪仪的坐标系转换方法研究
机器人与激光跟踪仪的坐标系转换方法研究刘湛基;王晗;陈桪;夏远祥;杜泽峰;李沅时;林家平【期刊名称】《中国测试》【年(卷),期】2017(043)011【摘要】激光跟踪仪对工业机器人的末端位姿进行绝对定位精度标定时,需要把测量坐标系和机器人坐标系下的坐标值转换到同一坐标系下,坐标值的比较才有意义.因为机器人运动学模型误差的存在,使得机器人坐标系下的点不能遵循着唯一确定的变换关系变换到测量坐标系,所以坐标系的变换精度不高.在建立齐次变换形式的变换模型之后,通过分析坐标系变换过程中的误差来源,提出结合最小二乘法的RANSAC快速转换算法.从测量样点中随机选择一定量的样点拟合变换模型,在获得多个变换模型之后,利用评判模型选择最优模型.结果表明:相比于常规的求解方法,机器人和激光跟踪仪的坐标转换精度提高3倍.RANSAC算法能有效地降低机器人模型误差对求解变换关系的影响,并且实验过程快速、操作简单.【总页数】6页(P102-107)【作者】刘湛基;王晗;陈桪;夏远祥;杜泽峰;李沅时;林家平【作者单位】广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州 510006;广东工业大学,广东广州510006【正文语种】中文【相关文献】1.激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究 [J], 向民志;范百兴;李祥云;隆昌宇2.基于多基站激光跟踪仪的机器人位姿精度测试方法 [J], 陈章位;祖洪飞;洪伟;毛晨涛3.激光跟踪仪测量系统在SCARA机器人行业的应用 [J], 叶勇4.基于激光跟踪仪的协作机器人标定算法与实验研究 [J], 陈相君;古力那尔·祖农;薛梓;栗大超;班朝;任国营5.基于激光跟踪仪的机器人参数标定方法 [J], 吴清锋;胡伟健因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
一种工具坐标系标定与公共点结合的机器人与激光跟踪仪坐标转换方法
一种工具坐标系标定与公共点结合的机器人与激光跟踪仪坐标
转换方法
邹方星;范百兴;陈哲;段童虎;黄赫
【期刊名称】《大地测量与地球动力学》
【年(卷),期】2024(44)1
【摘要】机器人标定需要实现测量坐标系与机器人坐标系的配准关联,得到两者之间的转换关系。
为克服传统基于轴线矢量坐标系转换方法操作复杂、拟合精度不高等缺点,提出一种工具坐标系标定与公共点转换相结合的解算方法。
首先基于距离约束标定出光学靶标球中心相对于末端法兰坐标系的位置参数,而后通过重心化配置降低测量误差对坐标转换的影响,最后基于公共点转换采用三维七参数模型求解坐标转换齐次矩阵。
实验结果表明,相比于基于轴线矢量坐标系转换的传统拟合方法,该方法的点位综合MAE减小35.44%,坐标转换精度更高,且操作方法简单,适合工业现场使用。
【总页数】7页(P46-51)
【作者】邹方星;范百兴;陈哲;段童虎;黄赫
【作者单位】信息工程大学地理空间信息学院
【正文语种】中文
【中图分类】P243
【相关文献】
1.一种拆除机器人手臂坐标系与激光器坐标系转换方法
2.机器人与激光跟踪仪的坐标系转换方法研究
3.激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究
4.基于激光跟踪仪的机器人工具坐标系标定
5.机器人坐标系与激光跟踪仪坐标系的快速转换方法
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｌ
０
０
１ Ｊ
建 立 地 理 坐 标 系 的 步 骤 流 程 如 图 ４所 示 。
４ 结 论
坐 标 系 的 建 立 是 测 量 最 基 本 的 前 提 条 件 ，地 理 坐 标 系 的 应 用 尤 为 广 泛 。 笔 者 系 统 地 研 究 了 地 理 坐 标 系
［ ２ ］ 冯文灏． 工业测量［ Ｍ］ ． 武汉 ： 武汉大学出版社 ， ２ ０ ０ ４ ． ［ ３ ］ 韩晨 ， 程军 ， 杨 秀英 ． 地理 坐标 系浅析 ［ Ｊ ］ ． 价值工 程 ， ２ ０ １ ２
（ ３ ２） ： ３ １ ８ － ３ ２ ０ ．
Ｚ轴 旋 转 一 角 ， 即可 得最 后需 要 的地 理坐 标 系 Ｔ 。 转 换
［ ７ ］ 郝 向春 ， 孔欣 ， 常峥 ， 等． 浅 谈 地 理 坐 标 系 与 投 影 坐 标 系 在 林 业 调 查 中 的应 用 ［ Ｊ ］ ．内蒙 古 林 业 调 查 设 计 ， ２ ０ １ ４ （ ４ ） ：
４ ０ — ４ １ ． △
（ 编 辑 小 前 ）
的 建 立 方 法 。针 对 激 光 跟 踪 仪 不 具 备 直 接 建 立 地 理 坐
超
ｊＬ—— 一
过５ ０ ％。我 国 汽 车行 业 计 划 用 ３ ～ ５年 时 间 ． 将 强 度 钢 车 身
固 定 经 纬 仪 水 平 角． 微 调靶 球 位置 及 竖 直 角使 相应 靶
得 到 跟 踪 仪 所 在 的 法 矢 方 向
应 用 比例 从 目前 的约 ２ ０ ％提 高 到 ４ ０ ％ 以上 。 攀 钢此 次试 轧 的 ９ ８ ０ Ｍ Ｐ ａ级 冷 轧 双 相 钢 质 量 要 求 高 ． 轧 制 工 艺 窗 口较 窄 。 由 于 原 料 卷 本 身 硬 度 较 高 ， 达 到 酸 轧 机组产品的设计极 限能力 。 生产 难 度 较 大 。为 确保 该 产 品
近
度
踪 仪 自带 水 平 仪 到 水 平
北 向 。 将水 平 及
竖 直 角置 零 按 要求 布 置 ４ 个 靶 球
钢
坐 标 系 原 点
的具 体 位 置
之 稳
国
Ｎ／ 达到水 —， ＼＼ 平 要 求
ｌ Ｙ
— — — —
用 经 纬仪 测 量 每个 靶 球 竖直 角
参 考 文 献
［ １ ］ 朱振宇 ， 江 国焰 ， 王 永 明． 工业 测 量 系 统 自 由坐 标 系建 立 方
法研究 ［ Ｊ ］ ． 矿山测量 ， ２ ０ ０ ９ （ ５ ） ： ６ ３ — ６ ６ ．
平 仪 所 得 的 法 矢 方 向 为 ｚ轴 ， Ａ 所 在 直 线 为 轴 ， 原 点 可按 实际 需要 ． 根 据 ＧＰ Ｓ等 相 关 设 备 提 供 的 坐 标 点 确定 ， 建 立 完成 后 得到 坐标 系 ｒ ， ｎ 。 将 所 建 坐 标 系 绕
转 换 矩 阵 计 算 方 式 为 ：
ｆ Ｃ Ｏ Ｓ （ 一 ） ｓ ｉ ｎ （ 一 ） ０ ］
Ｒ ＝ Ｒ （ ） （ ０ ） Ｒ （ Ｏ ） ＝Ｉ － ｓ ｉ ｎ （ － Ｏ ｒ ） Ｃ Ｏ Ｓ （ 一 ） ０ ｌ
【 Ｉ
［ Ｊ ］ ． 机 械 设 计 与研 究 ， ２ ０ ０ ８ ， ２ ４ （ ５ ） ： ８ ３ — ８ ７ ． ［ ６ ］ 张靓 ， 李 明， 郁菁菁 ， 等． 物体空间动态测量方法的研究 ［ Ｊ ］ ．
方 程如 下 所示 ： 冠 （ ２）
［ ４ ］ 黄文鑫 ， 李明， 姜 良银 ， 等． 物 体 空 间位 置 的 实 时 测 量 方 法 研究 ［ Ｊ ］ ． 机械传动 ， ２ ０ １ １ ， ３ ５ （ ８ ） ： ２ ０ — ２ ４ ． ［ ５ ］ 张振友 ， 李明， 田应 仲 ． 物 体 空 间姿 态 的 实 时 测 量 方 法 研 究
在 ａ露 Ｄ 中 ， ＡＤ Ｅ＝ １ ８ ０ 。 一 １ ，
因此 ． ＝ Ｏ ＥＡ ＝１ ８ ０。 一 ＥＡ ０ 一 Ａ Ｄ Ｅ
＝ Ｂ ４ Ｄ ＋ １ ＋１８０。。
借 鉴作 用 。
（ ７ ）通 过 激 光 跟 踪 仪 软 件 建 立 地 理 坐 标 系 ， 以 水
标 系 的 能 力 ，提 出 了一 种 直 接 用 于 激 光 跟 踪 仪 测 量 的 地 理 坐 标 系 建 立 方 法 。 对 于 激 光 跟 踪 仪 的 工 业 测 量 普
及 具有 实 用价值 。该方 法 结构 相对 简单 ， 计算 容 易 ， 精
调 节 激 光 跟 调节经纬仪 ． 找 正 由Ｇ Ｐ Ｓ等 相 关 设 备 提 供
球 水 平 角 相 等
将 此 方 向 作 为 基 准 水 平
面 Biblioteka Ｎ ／ 达 到水 ＼ ＼ 平 要求
一
轧 制成 功 ，攀 钢 西 昌 钢 钒 公 司 严 格 按 照产 品 大 纲 要 求 ， 优
化 酸 轧 机 组 入 口开 卷 焊接 、 中部 酸 洗 和 轧 机 轧 制 等 系 统 工 艺， 并 对 激 光 焊机 、 酸洗 速度 、 拉 矫机延伸率 、 卷取张力 、 轧
＼
跟 踪 仪测 量 ４个 靶 球 位 置并 投 影 到水
制 规 程 等 进 行 了技 术 攻 关 ， 对 相 关 技 术 参 数 进 行 重 新 匹 配 和调整修正 ， 要 求 生 产 管 理 人 员 和 岗 位 操 作 人 员严 格 按 照 产 过程 中 ， 攀
于 是 ＥＡＯ ＝１ ８ ０。 一
ＡＤ 。
确度高 ； 对 于靶 球 的安放 没 有严格 要 求 ， 可 根 据 现 场 实
际 情 况 来 确 定 安 放 的具 体 位 置 ， 降 低 了操 作 的 难 度 ； 对 于 其 它 不 具 备 地 理 坐 标 系 建 立 功 能 的 测 量 仪 器 有 一 定