多传感器集成车载移动测量设备位姿标定方法研究

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:dingyi0328
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着智能测绘时代的到来,多传感器集成车载移动测量设备的设计与研发备受广大测绘者的青睐。其中移动测量系统的标定技术是多传感器集成车载移动测量设备测量精度的主要影响因素。移动车载设备各个传感器之间的位姿标定技术对移动测量系统是否能够实现快速、准确测量空间地理信息具有至关重要的作用。在当前的测量环境中,受限于传感器自身条件、环境因素及优化方法等多因素影响,车载移动测量设备的标定技术仍存在一些主要问题,主要表现为以下几个方面:(1)视觉系统标定参数由于传感器长时间持续工作会影响参数发生变化,使得标定结果具有不稳定性、参数灵活性不高,标定精度低。(2)在相机和惯性测量单元相对位姿参数的标定中,IMU漂移,以及参数标定缺乏自适应约束。(3)多传感器集成车载系统在运动状态下会产生振动,一定程度上会改变多传感器间相对位置参数,进而降低多传感器集成车载系统的稳健性和可靠性等整体性能。本文提出一套高精度、自适应约束的多传感器集成车载移动测量设备位姿标定方法,重点研究多传感器集成车载系统标定技术的相关理论、优化模型和精度分析。按照“双目视觉系统参数优化标定方法——相机与惯性测量单元位姿参数自适应标定方法——多传感器空间位置组合参数协同标定方法——多传感器集成车载系统综合精度评定与稳健性分析”的路线进行深入研究,主要研究内容及创新点如下:(1)构建双目视觉系统参数优化标定模型双目视觉系统参数优化标定方法是多传感器集成车载系统标定的关键技术。针对双目视觉标定中存在的标定精度不稳定,灵活性不高以及镜头畸变等问题,本文采用了双目视觉系统参数标定方法,建立双目视觉成像模型、畸变矫正模型和参数优化标定模型。通过多次实验和分析,得到了稳定的标定结果。(2)构建相机与惯性测量单元位姿参数自适应标定模型相机与惯性测量单元位姿参数自适应标定方法是多传感器集成车载系统标定的核心技术。针对标定点存在随机误差以及误差空间分布不均匀、惯性测量单元漂移和位姿参数缺乏自适应优化等问题,本文提出一种相机与惯性测量单元位姿参数自适应约束优化标定方法。基于相机与惯性测量单元位姿参数标定模型,采用四元数法、牛顿法构建附有限制条件约束的间接平差方程进行迭代计算相机与惯性测量单元位姿参数。通过实验验证了该方法的稳健性和可靠性。(3)构建多传感器空间位置组合参数协同标定模型多传感器空间位置组合参数协同标定方法是多传感器集成车载系统标定的重点技术。针对多传感器车载系统传感器自身的独立性和差异性以及稳健性不足等问题,本文构建一种多传感器空间位置组合参数协同标定模型,建立各个传感器之间空间位置对应几何数学关系,实现多传感器车载系统整体优化标定。并通过实验和稳健性分析,多传感器车载系统的重复性平面精度达到了0.055m,重复性高程精度达到了0.034m。
其他文献
高强钢是经济发展的重要基础材料,由于其优异的韧性、强度和冷弯性能,在能源、电力、汽车制造等邻域有着广泛的应用。在高强钢设计中,为降低合金含量,控制轧制及快速冷却技术广泛应用。快冷却过程在高强钢中引入了巨大的残余应力,导致高强钢材料的使用范围受到了限制。回火是在实际生产过程中降低残余应力,改善板形的有效热处理方法。本课题组在前期的工作中提出,在初始残余应力作用下,由碳化物析出引起的析出塑性是导致70
随着“绿色发展”理念逐渐成为主流趋势,作为清洁能源之一的液化天然气(Liquefied Natural Gas,简称LNG)的贸易量日益增长。9Ni钢作为存储、运输LNG的关键结构材料,其需求量也相应增加。然而,目前9Ni钢中镍含量较高(一般在9.0~9.5 wt.%)且镍价昂贵,导致企业的生产成本过高。有研究表明每降低钢中1%Ni可降低5%的成本。因此,9Ni钢的节镍化和低成本化是一个重要发展方
耐候钢通常含有多种合金元素,其在热轧过程中生成的氧化铁皮表现出复杂氧化行为,导致热轧带钢产品出现红色氧化铁皮缺陷,降低产品表面质量。针对以上问题本文以含硅耐候钢Q235NH为主,Q355NH为辅,进行高温氧化行为研究,明确红色氧化铁皮产生的机理并提出相应控制措施。本文主要取得以下结论:(1)不同含氧量Q235NH钢高温氧化增重曲线均基本遵循抛物线规律。得出Q235NH钢在含氧量为3%、10%和21
随着我国工业化、信息化体系的不断调整,建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)技术得到飞速发展。然而,BIM技术在建设工程全生命周期中的优势还未完全体现,其主要原因包括:建设工程中各参与方数据存储混乱、各地方BIM标准不一致;IFC标准虽为建筑数据的共享提供可能,但其庞大的数据体系在语义网下的传输与渲染存在问题,且几何数据与属性数据的融合不理想;BIM模型
在基于位移的抗震设计方法中,准确合理的位移反应谱是设计的关键。位移反应谱分为弹性位移谱和弹塑性位移谱。与弹性位移谱相比,弹塑性位移谱的设计结果更为准确。弹塑性位移谱的影响因素主要有震级、震中距、场地类别和滞回模型的种类等。随着设计理念由“抗震”向“消震”逐步转变,能够降低残余位移的自复位结构成为了研究的热点。自复位结构的滞回曲线呈现“旗帜型”特征,考虑到滞回模型对弹塑性位移谱的影响不可忽略,需要计
近年来,随着国内城市化进程的不断推进,商业综合体项目如雨后春笋般在国内各城市规划建设,由于商业综合体项目功能复杂,体量大,工期紧,配合方众多,这就给建筑设计工作带来了极大的挑战。建筑设计作为整个工程项目全生命周期中的重要环节,对整个项目的建设与实施起着举足轻重的作用,项目的设计质量不仅影响施工的质量与进程,也对整个项目实施后的经济效益与社会效益产生较大的影响。为了提高建筑设计企业的设计质量,就需要
开裂病害已经成为沥青路面的主要病害类型,大量钻芯取样调查表明裂缝处层间由于粘结失效而出现不同程度的脱离。层间剪应力引起的层间粘结失效会加速路面开裂并降低路面的使用寿命,但是,目前的研究大部分是基于路面层间处于完全连续或完全滑动状态下开展的,而实际情况下,层间处于不完全连续状态。为此本文将通过有限元计算和室内试验检测评价对沥青路面层间不完全连续状态下的抗剪切性能开展研究。首先,建立考虑层间间隙的沥青
焊接技术是现代工业施工的一项中极其重要的基础技术,由于其生成过程及污染物本身的特殊性,会长时间聚集在作业区域空间内部并难以消除,若被施工人员吸入则会严重损坏人体的身体健康,极易罹患如尘肺等各种职业疾病。因此对各种作业空间内的焊烟进行治理极为重要。针对抽水蓄能电站地下厂房的机电安装期,由于需要对大量机组设备进行安装工作,则厂房内部的焊接施工任务较大,期间会产生大量的焊烟。而抽水蓄能电站厂房属于高大空
近年来,随着非线性光学的蓬勃发展,探究具有大的非线性光学响应的材料成为了当今的研究热点。氧化石墨烯不仅具有与石墨烯相似的物理结构和化学特性,而且具有亲水性和亲酯性使其性质更活泼,这些独特结构和性质也为开发其作为非线性光学材料打开了一扇全新的大门。氧化石墨烯基复合材料是近年来的研究热点,硫化锌也是性能优异的光电材料,但关于氧化石墨烯-硫化锌纳米材料的研究仍较为罕见。因此,本文研究了氧化石墨烯-硫化锌
大孔隙聚氨酯混合料是一种以聚氨酯取代沥青作为胶黏剂,具有透水功能的新型道路铺装材料,其路用性能优异,可常温施工,具有节能环保的特点,可助力“海绵城市”建设,是未来路面铺装新材料的一个重点研究方向,但水稳定性不足的缺陷成为其推广应用的瓶颈。因此本文针对大孔隙聚氨酯混合料水稳定性不足的缺陷,通过对聚氨酯混合料强度形成机理的分析,从聚氨酯胶黏剂抗水解性能的提升以及聚氨酯与石料界面粘结性能的改善入手,寻找