基于視覺的目標跟蹤與空間坐標定位系統(tǒng)研究.pdf

1、以大型、極端大型零部件的集成制造與精密裝配為代表的一系列基礎工業(yè)與重工業(yè)均需要大尺寸特別是遠距離大尺寸測量技術提供精度保證。遠距離大尺寸測量系統(tǒng)必須在工業(yè)現(xiàn)場組建并實現(xiàn)儀器校準與量值溯源，受惡劣現(xiàn)場條件限制，遠距離大尺寸測量技術尚缺乏關于全局測量站布置以及多個設備間的誤差分配、合成與傳遞的一般性理論分析方法；復雜的現(xiàn)場環(huán)境與巨大的工作空間對高精度、高效率、高自動化的測量過程也提出了很高的要求。遠距離大尺寸測量技術已經(jīng)成為影響國家裝備制造

2、業(yè)整體發(fā)展水平以及相關產(chǎn)業(yè)的重要制約因素。
　　 論文以激光電子經(jīng)緯儀大尺寸測量系統(tǒng)為具體研究目標，結合圖像處理技術、現(xiàn)代控制理論、成像跟蹤理論以及演化算法等關鍵技術，對多測量站布置優(yōu)化、目標定位精度等理論問題進行了深入研究，并實現(xiàn)了基于視覺的目標跟蹤以及空間坐標定位過程。相關理論與實驗表明，本論文提出的測站優(yōu)化布置方法與跟蹤測量過程有著較好的測量精度、效率與適應性，可應用于實際工業(yè)測量中。論文的主要研究內(nèi)容與具體工作如下：

3、r>　　 1.介紹了不同類型遠距離大尺寸系統(tǒng)測量原理、國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及其在工業(yè)中特別是現(xiàn)代裝備制造業(yè)中的需求，并重點分析了現(xiàn)有遠距離大尺寸坐標測量系統(tǒng)在自動化水平、測量精度等方面的發(fā)展研究現(xiàn)狀。
　　 2.對電子經(jīng)緯儀系統(tǒng)通用測量原理、定向算法以及測量數(shù)據(jù)處理方法等進行了完整的理論推導，分析了雙經(jīng)緯儀系統(tǒng)最佳空間測量點位置以及多個大尺寸測量系統(tǒng)坐標系配準等基礎理論。
　　 3.研究了基于最小二乘測量原理以及誤差分離測量

4、測量原理的電子經(jīng)緯儀系統(tǒng)通用布站數(shù)學模型，并通過現(xiàn)代演化算法實現(xiàn)了復雜現(xiàn)場約束條件下多經(jīng)緯儀測站的優(yōu)化配置；研究了電子經(jīng)緯儀系統(tǒng)單站誤差源以及基于蒙特卡羅方法的空間目標定位不確定度評定方法。
　　 4.介紹了基于激光電子經(jīng)緯儀的目標跟蹤與空間定位系統(tǒng)結構與基本工作原理，建立了基于現(xiàn)代成像跟蹤與濾波估值算法的空間運動目標跟蹤模型以及基于云臺運動學的激光點引導模型，將激光電子經(jīng)緯儀系統(tǒng)應用于目標動態(tài)跟蹤與測量領域。
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