摘要：在明确线结构光三角测量法原理的基础上,针对目前面形测量系统测量功能的单一性,设计了一种集旋转测量和移动测量于一体的面形测量系统。在系统结构设计中,系统参数,包括激光器和CCD之间的基线距离L、工作距离D、测量角α、透镜焦距f和CCD自身的参数对系统测量分辨率和测量范围有直接影响。在分析了这些参数之间的关系的基础上,对系统进行了优化设计和工作参数的确定。

摘要：提供了三维面形测量系统设计的实例 ,其中包括各反射镜尺寸设计 ;电动机及 A/ D转换卡的选择 ;扫描范围、扫描行数和列数、帧频和分辨率的确定。最后给出了控制步进电动机和 A/

摘要：传统的同步扫描三角测量模型假设旋转镜厚度为零,从而建立了三维扫描点的轨迹圆模型。本文将旋转镜厚度也作为系统参数进行考虑,提出一种同步扫描三角法在展开光路中的几何参数模型,通过14个参数精确地描述各个功能部件的位置姿态和几何光学参数,并建立了三维空间点与系统参数的关系。仿真分析表明:1 mm厚的旋转镜会产生200mm的系统误差。对接受透镜位置参数的建模使得三维点具有动点旋转特性,与传统的轨迹圆模型相比,更精确地描述了旋转中心的轨迹变化。构建了原型系统,并通过实验验证了方法的正确性。

摘要：本文介绍了激光同步扫描三角测距成像系统的基本原理和特点 ,从理论上推出了一般意义的轨迹圆方程 ,并得出系统所能测量的最大和最小范围 ,确定了横向测量范围、系统景深、系统分辨率等系统性能与系统参数的关系。在分析系统参数对分辨率和系统测量范围的影响后 ,本文给出了一些系统设计的建议。

摘要：为了实现对远近距离的物体进行三维测量,扩大系统的测量范围,建立了融合LIDAR的激光同步扫描三角测量系统。对该系统的原理、系统设计及器件选型进行研究。首先,根据同步扫描机制,在普通三角测量的基础上融合LIDAR技术,并推导出三维点的计算公式。接着,根据系统设计要求,介绍了激光器、接收透镜、反射镜、二向色镜、扫描伺服电机、LIDAR接收器以及相机的选型等。然后,根据选型的结果,设计机械结构。最后,通过Zemax对搭建的光学系统进行光路仿真,验证原理的可行性;并在现实环境中,对APD的回光量进行测试以及对实际物体进行扫描并获得三维点云。实验结果表明,该系统的设计是可行的。

摘要：土壤参数在线识别需要解决由多参数耦合引起的估值多解问题以及由状态噪声和测量噪声引起的估值准确性问题。为了解决估值多解问题,利用气垫式越野机器人的垂向力控制自由度,分别设计g-EKF算法、对数均值法和最小二乘法对3个推力相关土壤参数、3个垂向接地压力相关土壤参数和2个推土阻力相关土壤参数进行分步识别。为了解决估值准确性问题,在第一步g-EKF算法中,采用采样点选择、样本重排和测量值修正等多种措施抑制状态噪声和测量噪声的影响;在第二步对数均值法中,利用对数变换抑制非对称分布噪声对均值计算的影响。开展多角度的试验研究,包括各步估值算法的可行性和准确性、分步估值准确性的递次影响、土壤参数估值准确性对能耗优化的影响。试验结果表明,在各种噪声水平的工况下,提出的土壤参数分步识别策略及相应算法均能够有效解决多解问题和准确性问题。

摘要：针对目前全自主移动机器人尚难实现的问题,基于人机结合的思想研制了由操作者、人机交互平台和移动机器人组成的"人—机—环境"一体化移动机器人导航系统.介绍了该系统的结构组成,阐述了系统导航策略,详细分析了人机交互、人机协作、移动机器人位姿预测及基于扩展卡尔曼滤波的位姿校正方法.设计了导航系统界面,通过在室内真实环境下的导航实验,验证了该"人—机—环境"一体化移动机器人导航系统的有效性.

摘要：设计了一种正六棱柱形状的立体拼接靶标,以靶标侧面6个棋盘格的角点作为全局控制点。基于近景摄影测量技术,建立立体靶标的6个单元模型,通过计算模型内摄站间的相对位姿,推导出棋盘格角点在所属单元模型的局部坐标。以公共棋盘格为中介,确立相邻单元模型的坐标系转换关系。建立靶标的全局坐标系于1号棋盘格,推导该棋盘格平面与其像平面间的单应性矩阵,从而确立全局坐标系和1号棋盘格所处单元模型的坐标系的转换关系。依次递推实现全局坐标系和每个单元模型坐标系的转换,进而计算出全部靶标角点的全局坐标,再经光束平差算法获取精确值。以玻璃表面棋盘格的角点间距作为评价指标,拼接精度优于0.15 mm/m。基于立体拼接靶标的拼接试验表明,实体模型表面4个子区域的局部点云可被精确地拼接成整体点云。与基于全局控制点和平面靶标的拼接方法相比,本方法亦具有更高的拼接精度。

摘要：针对含有遮挡区域、深孔及凹槽等特征的多面体或回转体物体,设计了一套基于立体定向靶标的探针式多视场三维视觉测量系统。首先,基于近景摄影测量技术建立立体定向靶标的6个单元模型,计算靶标各侧面角点在各自单元模型内的坐标,单元模型的链接和光束平差,获取全部角点的精确全局坐标,作为立体定向靶标的全局控制点。然后,设计了利用共面角点辅助定位的探针,仍基于近景摄影测量技术解算出角点和测头在探针坐标系中的精确坐标。最后,利用共面的棋盘格角点与其像平面之间的单应性矩阵,推导全局坐标系、探针坐标系各自与相机坐标系的位姿关系,进而求得探针测头的全局坐标。以量块(量棒)的标准长度作为评价指标,在2m×1.5m的视场范围内测量精度优于0.1mm。测量实验表明,多视场三维视觉测量系统用于测量具有回转体结构特征的水壶,能够获取水壶表面全部区域的点云数据。

摘要：基于同步扫描三角测距系统标准型结构,提出同步扫描三角测距系统异形结构。介绍同步扫描三角测距系统的工作原理,并对系统进行建模,得到空间三维点坐标表达式。对同步扫描三角测距系统的4种异形结构进行了对比分析,通过仿真分析得到结果数据,确定d85型为最佳结构。设计并制造出d85型同步扫描三角测距系统原理样机,测试获得三维点云数据。