基于光电扫描测角与超声测距的全站式空间定位方法研究
| 中文摘要 | 第3-4页 |
| ABSTRACT | 第4-5页 |
| 第一章 绪论 | 第9-21页 |
| 1.1 引言 | 第9-10页 |
| 1.2 研究背景及意义 | 第10-13页 |
| 1.3 国内外研究现状 | 第13-18页 |
| 1.3.1 球坐标原理全站式测量系统 | 第13-15页 |
| 1.3.2 单目视觉全站式测量系统 | 第15-16页 |
| 1.3.3 室内 GPS 全站式测量系统 | 第16-18页 |
| 1.4 课题来源与研究内容 | 第18-19页 |
| 1.5 关键问题与内容安排 | 第19-21页 |
| 第二章 光电扫描式空间角度测量原理 | 第21-36页 |
| 2.1 光电扫描基站结构及其数学模型 | 第21-25页 |
| 2.1.1 光电扫描基站结构 | 第21-22页 |
| 2.1.2 激光平面扫描角测量方法 | 第22-24页 |
| 2.1.3 光电扫描基站数学模型 | 第24-25页 |
| 2.2 激光平面参数标定方法 | 第25-30页 |
| 2.2.1 平面参数标定模型 | 第25-26页 |
| 2.2.2 高精度控制场建立 | 第26-27页 |
| 2.2.3 基于控制场的平面参数标定方法 | 第27-29页 |
| 2.2.4 迭代初值选取与非线性方程组求解 | 第29-30页 |
| 2.3 空间角度测量原理 | 第30-32页 |
| 2.3.1 角度解算方法 | 第30-31页 |
| 2.3.2 空间角度测量范围 | 第31-32页 |
| 2.4 平面参数标定及扫描角测量稳定性实验 | 第32-35页 |
| 2.4.1 平面参数标定实验 | 第32-34页 |
| 2.4.2 光平面扫描角测量稳定性实验 | 第34-35页 |
| 2.5 本章小结 | 第35-36页 |
| 第三章 相位式高精度超声测距法 | 第36-55页 |
| 3.1 飞行时间测距原理 | 第36-37页 |
| 3.2 带特征点的互相关飞行时间提取法 | 第37-45页 |
| 3.2.1 超声信号数学模型 | 第37-40页 |
| 3.2.2 发射信号特征点调制法 | 第40-41页 |
| 3.2.3 自相关小波去噪算法 | 第41-44页 |
| 3.2.4 最优化互相关始点提取法 | 第44-45页 |
| 3.3 基于 DFT 的相位式飞行时间精测法 | 第45-48页 |
| 3.3.1 基于 DFT 的相位差检测法 | 第45-47页 |
| 3.3.2 粗测值与精测值的数据融合 | 第47-48页 |
| 3.4 相位式高精度超声测距法实验验证 | 第48-54页 |
| 3.4.1 测距实验装置 | 第48-50页 |
| 3.4.2 测距系统误差标定 | 第50-51页 |
| 3.4.3 测距精度验证实验 | 第51-54页 |
| 3.5 本章小结 | 第54-55页 |
| 第四章 基于三维温度场构建的声速补偿方法 | 第55-71页 |
| 4.1 温度对声速的影响 | 第55-58页 |
| 4.1.1 空气中声速公式推导 | 第55-57页 |
| 4.1.2 温度误差对测距精度的影响 | 第57-58页 |
| 4.2 三维温度场构建原理 | 第58-65页 |
| 4.2.1 三维温度场数学模型 | 第58-60页 |
| 4.2.2 基于伽辽金法的导热微分方程近似求解法 | 第60-62页 |
| 4.2.3 基于有限单元法的温度场总体合成 | 第62-65页 |
| 4.3 基于耦合迭代的声速精确补偿法 | 第65-66页 |
| 4.4 声速补偿验证实验 | 第66-69页 |
| 4.5 本章小结 | 第69-71页 |
| 第五章 基于多平面约束及距离信息的空间定位原理 | 第71-90页 |
| 5.1 空间定位数学模型 | 第71-73页 |
| 5.1.1 光电扫描测角系统误差分析 | 第71-72页 |
| 5.1.2 合作式接收器及其数学模型 | 第72-73页 |
| 5.2 超声测距模块标定方法 | 第73-78页 |
| 5.2.1 接收靶标定方法 | 第74-75页 |
| 5.2.2 超声波发射器标定方法 | 第75-76页 |
| 5.2.3 基站相互位置关系标定方法 | 第76-78页 |
| 5.3 合作式接收靶标空间定位原理 | 第78-84页 |
| 5.3.1 建立优化方程 | 第78-80页 |
| 5.3.2 迭代初值获取 | 第80-82页 |
| 5.3.3 双光电接收器式合作靶 | 第82-84页 |
| 5.4 全站式空间定位原理验证 | 第84-89页 |
| 5.4.1 超声波发射模块坐标标定 | 第84-85页 |
| 5.4.2 三光电接收器式测量靶精度验证 | 第85-88页 |
| 5.4.3 双光电接收器式测量靶精度验证 | 第88-89页 |
| 5.5 本章小结 | 第89-90页 |
| 第六章 空间定位系统不确定度分析 | 第90-111页 |
| 6.1 扫描角测量不确定度分析 | 第90-97页 |
| 6.1.1 光平面稳定性引入的不确定度 | 第90-94页 |
| 6.1.2 光电接收器信号处理引入的不确定度 | 第94-96页 |
| 6.1.3 扫描角测量不确定度分析 | 第96-97页 |
| 6.2 超声测距不确定度分析 | 第97-102页 |
| 6.2.1 飞行时间测量不确定度 | 第97-101页 |
| 6.2.2 环境声速补偿不确定度 | 第101页 |
| 6.2.3 超声测距不确定度合成 | 第101-102页 |
| 6.3 空间坐标定位不确定度传递模型 | 第102-110页 |
| 6.3.1 三光电接收器式测量靶不确定度分析 | 第102-108页 |
| 6.3.2 双光电接收器式测量靶不确定度分析 | 第108-110页 |
| 6.4 本章小结 | 第110-111页 |
| 第七章 全文总结及展望 | 第111-114页 |
| 7.1 全文总结 | 第111-112页 |
| 7.2 论文创新点 | 第112页 |
| 7.3 工作展望 | 第112-114页 |
| 参考文献 | 第114-124页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第124-126页 |
| 致谢 | 第126页 |
