基于不确定度的坐标系数据融合统一方法

摘要

本发明目的在于提出一种适用于减小大尺寸精密测量中激光雷达综合转站误差，提高测量结果精度的基于不确定度的坐标系数据融合统一方法。其特征在于优化计算经过多次转站后的每一个转站公共点的空间最佳位置及激光雷达的最优布站位置，由转站公共点的最佳空间位置计算每一点的标准不确定度，进而建立测量空间不确定度域，使得在此不确定度域中激光雷达综合转站误差最小，测量结果质量最优。

主权项

一种适用于减小大尺寸精密测量中激光雷达综合转站误差，提高测量结果精度的基于不确定度的坐标系数据融合统一方法，其特征在于优化计算经过多次转站后的每一个转站公共点的空间最佳位置及激光雷达的最优布站位置，由转站公共点的最佳空间位置计算每一点的标准不确定度，进而建立测量空间不确定度域，使得在此不确定度域中激光雷达综合转站误差最小，测量结果质量最优；1)优化确定各个转站公共点空间位置及激光雷达最优布站位置设一组转站公共点数量为n，转站次数为m；对转站公共点组中的任一点M_j，经过m次转站，其每一次转站误差为：δ(M_j1)，δ(M_j2)，δ(M_j3)…δ(M_jm)；得出转站点组各点的不确定度的最可信赖值：δ(M₁)，δ(M₂)，δ(M₃)…δ(M_m)进而得到使得转站误差最小的转站公共点M₁，M₂，……M_n的最佳空间位置及激光雷达m次转站的最佳布站位置；2)计算各个转站公共点的不确定度激光雷达是一种球坐标系的测量系统，被测点三维坐标的计算公式：$\left\{\begin{array}{c}X=R\sin {\theta }_{\mathrm{EL}}\sin {\theta }_{\mathrm{AZ}}\\ Y=R\sin {\theta }_{\mathrm{EL}}\cos {\theta }_{\mathrm{AZ}}\\ Z=R\cos {\theta }_{\mathrm{EL}}\end{array}\right.$求出激光雷达所测得被测点的空间距离R、方位角θ_AZ、俯仰角θ_EL的标准不确定度：$u\left(R\right)=\frac{a_1}{k_{p1}}$$u=\left({\theta }_{\mathrm{EL}}\right)=\frac{a_2}{k_{p2}}$$u\left({\theta }_{\mathrm{AZ}}\right)=\frac{a_3}{k_{p3}}$得到一组转站点的标准不确定度为：$u_c\left(M\right)=\left(\begin{array}{c}{u}_c\left(M_1\right)\\ u_c\left(M_2\right)\\ ·\\ ·\\ ·\\ u_c\left(M_n\right)\end{array}\right)$激光雷达转站次数为m，转站点组公共点个数为n的标准不确定度为：由转站点组中不确定度已确定的各公共点的位置确定一个不确定度已定的空间区域，在此区域中测量数据的不确定度为：其中：u_c(p)——不确定度区域中测量数据P_i的标准不确定度k_i——0～1的实数，不确定度区域中测量数据与不确定区域空间位置的相关系数，取值由实际测量情况而定；基于不确定度的坐标系数据融合统一方法完全适用激光雷达测量大尺寸被测物的测量要求，减小了综合转站误差，实现了激光雷达对大尺寸被测物的高精度的数字化测量。