1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
2 军械工程学院 光学与电子工程系, 河北 石家庄 050003
在室内组合定位系统中, 不同子系统之间相互姿态关系的确定是通过对准过程实现的。使用惯性器件进行组合定位, 通常航姿参考系统AHRS是以地理坐标系(E-N-U)作为导航坐标系。然而, 在室内导航任务中, 导航坐标系一般根据用户需求建立在厂内标志点或工装坐标系等自定义位置。针对这一问题, 提出一种将地理坐标系与自定义坐标系相互转换的新方法, 通过激光跟踪仪建立的外部基准, 提出了基于方向余弦矩阵的标定算法, 实现了地理坐标系与外部参考坐标系之间的相互转换。实验结果表明: AHRS任意位姿下的转换姿态角度均方根误差小于0.25°。
组合定位 方向余弦矩阵 捷联惯导 激光跟踪仪 integrated location direction cosine matrix strapdown inertial navigation system laser tracker 红外与激光工程
2016, 45(5): 0531002
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 军械工程学院 光学教研室，河北 石家庄 050003
提出一种利用共线的标定特征点确定线阵相机内参的方法。所有标定特征点均在线阵相机的视平面内。首先，标定过程中对标定特征点逐一成像，直接得到标定特征点和其对应像点，解决了空间标定点与像点的对应问题；其次，通过数学建模得到线阵相机的成像模型，联立多个位置处的成像模型解算出相机内参；最后，对影响线阵相机标定的因素进行分析及实验验证。理论分析和实验结果表明，文中的线阵相机标定方法简单灵活，无需制作精密的靶标，可获得大量标定点，提高了线阵相机标定的准确性和稳定性，实验得到成像特征点重投影像点位置偏差均方根为0.37 pixel。
线阵相机 共线特征点 成像模型 标定误差 linear array camera collinear calibration feature points imaging model calibration error
1 军械工程学院 光学与电子工程系, 河北 石家庄 050003
2 天津大学 精仪学院, 天津 300072
设计了一种新型多光谱多光轴**装备通用化的光轴平行性检校系统。采用高精度平移平行光管的方法, 使平行光管出射的平行光束分别进入**平台各个光电系统, 由平行光管产生无限远白光、微光、红外目标, 对待检测多光轴**系统进行光轴平行性检测。利用WMPS单发射站测角模型, 结合摄影测量PNP问题, 建立高精度空间坐标定位系统, 对平行光管在移动过程中进行精准位置姿态测量, 并根据测量结果进行高精度姿态恢复, 保证平行光管平移精度。该系统能够适用于多种不同类型光电**装备, 实现自动化检测, 并给出了数字化光轴误差量, 具有良好的通用性和可扩展性。
多光轴光电装备 多光谱 光轴 PNP问题 数字化 multi-optical axis photoelectric equipment multi-spectrum optical axis WMPS WMPS PNP question digitization
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
在高精度的摄影测量中，图像处理精度对整体测量精度起着至关重要的作用，但成像过程中摄像机对特征点图像的离散化采样，会造成图像与原始信号的失真，从而带来图像处理环节的误差。通过对图像处理过程中特征点总能量、能量分布弥散半径和图像处理窗口的特性分析，并以特征点中心位置、提取误差大小和能量密度函数的标准差之间关系为基础，提出一种针对离散化采样的误差补偿法。该方法仅需标定一次补偿参数，适用于所有摄像机和算法，可显著提升原有图像处理精度。实验证明，对于质心法和高斯拟合法，该补偿法可将图像提取精度提高到0.03 pixel。
测量 图像处理 误差补偿 提取精度
天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室， 天津 300072
针对范围在十几米至几十米、法向矢量变化大的复杂曲面测量问题，提出一种无干扰精密测量方法。通过光学投射的方法设置测量点和全局控制点，利用定向相机结合固定于测量相机上的定向靶标，解决测量相机初始位置姿态估计问题，进而利用光束平差优化方法解算被测点精确的空间三维坐标。克服了现有方法中必须在被测表面设置编码特征的局限，快速、有效且不会干扰被测曲面。实验表明：原理方法可靠，测量数据总体均方根误差为0.07 mm，能够高精度、高效率地解决大型空间复杂曲面的无干扰精密测量问题。
光学测量 三维形貌精密测量 无干扰测量 大型空间曲面 定向相机 定向靶标
