專利名稱：一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于坐標(biāo)變換的三維坐標(biāo)測量方法，具體是一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，屬于測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
激光測距儀是利用激光對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。激光測距儀在工作時向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光，由光電兀件接收目標(biāo)反射的激光束，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標(biāo)的距離。激光測距儀測量系統(tǒng)的儀器設(shè)站非常方便和靈活，測程較遠(yuǎn)，是目前使用最為廣泛的測距儀，實(shí)際上在IOOm范圍內(nèi)的精度可達(dá)到±0. 5mm左右，因此特別適用于鋼架結(jié)構(gòu)測量和造船工 業(yè)等中等精度要求的情況。但是在實(shí)際大型結(jié)構(gòu)幾何形狀測量過程中，僅依靠激光測距儀是無法得出被測點(diǎn)精確的空間三維坐標(biāo)的，原因是激光測距儀只能測量被測點(diǎn)與測量點(diǎn)之間的距離。目前測量上主要依靠全站儀對被測點(diǎn)三維坐標(biāo)進(jìn)行測量，但是由于全站儀價格相對激光測距儀成本較高，而且全站儀在測量時角度誤差也不易控制，誤差較大，因此被測點(diǎn)的三維坐標(biāo)精度依然不能得到保證。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述不足，提供一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，它運(yùn)用激光測距儀測量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離的測定，并對激光測距儀測量系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，從而得到被測點(diǎn)精確的空間三維坐標(biāo)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，其特征在于它包括以下步驟
步驟一、選取空間一點(diǎn)建立激光測距儀測量系統(tǒng)所需要的坐標(biāo)參考系；
步驟二、選取至少三個測量點(diǎn)采用激光測距儀測量被測點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，選取的測量點(diǎn)相對于步驟一建立的坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)分別為(a:、bp Cl)、(a2、b2、c2)、(a3、b3、c3) ... (an、bn、cn)，激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)分別為Cl1、d2、d3…dn;
步驟三、當(dāng)測量點(diǎn)為三個時，根據(jù)步驟二得到三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值。當(dāng)測量點(diǎn)數(shù)量大于三個時，以三個測量點(diǎn)為一組進(jìn)行排列組合，每一組根據(jù)該組三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到一個被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值，所有組得到的被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值采用最小二乘法參數(shù)估計、回歸分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到最終的被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果
本發(fā)明一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，它運(yùn)用激光測距儀測量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離的測定，并對激光測距儀測量系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，從而得到被測點(diǎn)精確的空間三維坐標(biāo)，該方法操作簡單，儀器設(shè)備成本低，測量精度高。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例中得到的測量示意圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例中所用到的三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換軟件界面。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中三維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后所得到的結(jié)果。
具體實(shí)施例方式下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。本實(shí)施例包括如下步驟
步驟一、選取空間一點(diǎn)建立激光測距儀測量系統(tǒng)所需要的坐標(biāo)參考系(靶標(biāo));
步驟二、選取至少三個測量點(diǎn)采用激光測距儀測量被測點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，選取的測量點(diǎn)相對于步驟一建立的坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)分別為(％、bp Cl)、(a2、b2、c2)、(a3、b3、c3) ... (an、bn、cn)，激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)分別為Cl1、d2、d3…dn;
步驟三、當(dāng)測量點(diǎn)數(shù)量為三個時，根據(jù)步驟二得到三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值；
當(dāng)測量點(diǎn)數(shù)量大于三個時，以三個測量點(diǎn)為一組進(jìn)行排列組合，每一組根據(jù)該組三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到一個被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值，所有組得到的被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值采用最小二乘法參數(shù)估計、回歸分析法等技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以減弱干擾量對測量結(jié)果可靠性的影響。所述最小二乘法參數(shù)估計具體為對最小二乘法參數(shù)估計中，未知數(shù)個數(shù)應(yīng)等于待估參數(shù)的個數(shù)，且應(yīng)相互獨(dú)立，該方法不受測量值誤差分布的影響，因而是一種有效的方法，得到了廣泛的應(yīng)用。所述回歸分析法具體為利用數(shù)理統(tǒng)計原理，對大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)學(xué)處理，并確定用變量與某些自變量之間的相關(guān)關(guān)系，建立一個相關(guān)性較好的回歸方程，并加以外推。
權(quán)利要求
1.一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，其特征在于它包括以下步驟步驟一、選取空間一點(diǎn)建立激光測距儀測量系統(tǒng)所需要的坐標(biāo)參考系；步驟二、選取三個測量點(diǎn)采用激光測距儀測量被測點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，選取的測量點(diǎn)相對于步驟一建立的坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)分別為(％、b1、Cl)、(a2、b2、c2)、(a3、b3、c3), it 光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)分別為Cl1、d2、d3;步驟三、根據(jù)步驟二得到三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值。
2.一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，其特征在于它包括以下步驟步驟一、選取空間一點(diǎn)建立激光測距儀測量系統(tǒng)所需要的坐標(biāo)參考系；步驟二、選取大于三個測量點(diǎn)采用激光測距儀測量被測點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，選取的測量點(diǎn)相對于步驟一建立的坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)分別為(a^ bp Cl)、(a2、b2、c2)、(a3、b3、 c3) ... (an、bn、cn)，激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)分別為Cl1、d2、d3…dn;步驟三、以三個測量點(diǎn)為一組進(jìn)行排列組合，每一組根據(jù)該組三個測量點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到一個被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值，所有組得到的被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值采用最小二乘法參數(shù)估計、回歸分析法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到最終的被測點(diǎn)相對于選定坐標(biāo)參考系的空間三維坐標(biāo)值。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，它包括以下步驟步驟一、選取空間一點(diǎn)建立激光測距儀測量系統(tǒng)所需要的坐標(biāo)參考系；步驟二、選取三個測量點(diǎn)采用激光測距儀測量被測點(diǎn)的距離數(shù)據(jù)，選取的測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)分別為(a1、b1、c1)、(a2、b2、c2)、(a3、b3、c3)，激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)分別為d1、d2、d3；步驟三、根據(jù)步驟二得到三個測量點(diǎn)的三維坐標(biāo)以及三個激光測距儀采集到的距離數(shù)據(jù)，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到被測點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)值。本發(fā)明一種測距儀測量大型結(jié)構(gòu)幾何形狀的方法，它運(yùn)用激光測距儀測量系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)目標(biāo)距離的測定，并對激光測距儀測量系統(tǒng)所測數(shù)據(jù)進(jìn)行三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，從而得到被測點(diǎn)精確的空間三維坐標(biāo)。
文檔編號G01B11/24GK103017682SQ20121053558
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月13日
發(fā)明者薛健, 杜成忠, 余勇華, 邱金成 申請人:江蘇新?lián)P子造船有限公司