面向大型精密工程的六自由度测量技术研究
| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第1章 绪论 | 第10-26页 |
| 1.1 研究背景及问题描述 | 第10-11页 |
| 1.2 大型精密工程中的六自由度测量需求 | 第11-14页 |
| 1.3 六自由度测量方法研究现状 | 第14-20页 |
| 1.3.1 以惯性单元为基础的六自由度测量系统 | 第14-15页 |
| 1.3.2 以光电视觉为基础的六自由度测量系统 | 第15-17页 |
| 1.3.3 光电扫描式六自由度系统 | 第17-18页 |
| 1.3.4 以激光跟踪仪为基站的六自由度测量系统 | 第18-20页 |
| 1.4 全站式六自由度测量方法研究现状 | 第20-24页 |
| 1.4.1 多点方案 | 第20-21页 |
| 1.4.2 基站相机方案 | 第21页 |
| 1.4.3 单点合作目标方案 | 第21-23页 |
| 1.4.4 累加组合式方案 | 第23页 |
| 1.4.5 全站式六自由度测量方法总结 | 第23-24页 |
| 1.5 研究内容及结构安排 | 第24-26页 |
| 第2章 全站式多传感单点六自由度测量原理 | 第26-38页 |
| 2.1 六自由度测量基本原理 | 第26-29页 |
| 2.1.1 六自由度的表示 | 第26-28页 |
| 2.1.2 全站仪三维位置测量原理 | 第28页 |
| 2.1.3 姿态测量基本原理 | 第28-29页 |
| 2.2 测量系统设计与实现 | 第29-32页 |
| 2.2.1 目标传感器结构设计 | 第29-30页 |
| 2.2.2 光学系统设计与成像 | 第30-32页 |
| 2.3 图像处理和光斑中心提取 | 第32-37页 |
| 2.3.3 图像处理方法 | 第32-35页 |
| 2.3.4 算法评价 | 第35-37页 |
| 2.4 本章小结 | 第37-38页 |
| 第3章 测量系统建模与误差分析 | 第38-50页 |
| 3.1 成像模型 | 第38-39页 |
| 3.2 非冗余姿态求解模型 | 第39-42页 |
| 3.3 基于加权双矢量定姿的求解模型 | 第42-44页 |
| 3.4 测量模型误差分析 | 第44-48页 |
| 3.4.1 蒙特卡罗仿真分析方法 | 第44-45页 |
| 3.4.2 两种测量模型的误差分析和比较 | 第45-46页 |
| 3.4.3 各传感器单元对姿态测量精度的影响 | 第46-48页 |
| 3.5 本章小结 | 第48-50页 |
| 第4章 基于惯性系统辅助的动态性能提升方法 | 第50-68页 |
| 4.1 惯性导航系统 | 第50-56页 |
| 4.1.1 传感器特性 | 第50-52页 |
| 4.1.2 测量模型 | 第52-56页 |
| 4.2 基于卡尔曼滤波的组合测量系统融合方法 | 第56-64页 |
| 4.2.1 卡尔曼滤波模型的选择 | 第56-60页 |
| 4.2.2 系统方程的建立和滤波参数的确定 | 第60-63页 |
| 4.2.3 故障检测 | 第63-64页 |
| 4.3 组合测量系统仿真 | 第64-67页 |
| 4.4 本章小结 | 第67-68页 |
| 第5章 测量系统标定方法 | 第68-86页 |
| 5.1 分步标定方法 | 第68-78页 |
| 5.1.1 成像系统标定 | 第68-71页 |
| 5.1.2 倾角传感单元坐标系对准 | 第71-74页 |
| 5.1.3 IMU坐标系对准 | 第74-76页 |
| 5.1.4 实验验证 | 第76-78页 |
| 5.2 基于精密三轴转台的一体式标定方法 | 第78-85页 |
| 5.2.1 标定配置与坐标系定义 | 第78-80页 |
| 5.2.2 成像系统标定 | 第80-81页 |
| 5.2.3 倾角传感单元和IMU坐标系统一对准 | 第81-83页 |
| 5.2.4 标定方法总结 | 第83页 |
| 5.2.5 实验验证 | 第83-85页 |
| 5.3 本章小结 | 第85-86页 |
| 第6章 测量系统性能验证 | 第86-96页 |
| 6.1 相对方位角测量精度评价 | 第86-88页 |
| 6.2 基于精密三轴转台的姿态测量精度评价 | 第88-89页 |
| 6.3 基于刚体变换的六自由度综合评价 | 第89-91页 |
| 6.4 盾构导向现场应用 | 第91-95页 |
| 6.4.1 常规型盾构导向 | 第91-93页 |
| 6.4.2 双护盾型盾构机导向 | 第93-95页 |
| 6.5 本章小结 | 第95-96页 |
| 第7章 全文总结与展望 | 第96-100页 |
| 7.1 全文总结 | 第96-97页 |
| 7.2 论文创新点 | 第97页 |
| 7.3 工作展望 | 第97-100页 |
| 参考文献 | 第100-108页 |
| 发表论文和参加科研情况说明 | 第108-110页 |
| 致谢 | 第110-111页 |
