盾構(gòu)姿態(tài)測量系統(tǒng)誤差分析及補償.pdf

1、高精度的、實時的盾構(gòu)姿態(tài)測量是盾構(gòu)自動導(dǎo)向系統(tǒng)的基礎(chǔ)。在本課題組提出的基于CCD的盾構(gòu)姿態(tài)測量方案的基礎(chǔ)上，本文重點分析姿態(tài)測量方案中的誤差來源，并對誤差補償方法進行研究。
　　 姿態(tài)測量方案采用傾角傳感器來測量三個姿態(tài)角中的俯仰角和滾動角，利用CCD攝像機測量水平角。測量系統(tǒng)的誤差來源包括：傾角傳感器測量誤差、攝像機內(nèi)部參數(shù)引起的誤差、傾角傳感器與攝像機相對安裝誤差等。本文通過仿真研究，分析了各種誤差對姿態(tài)角測量精度的影響，確

2、定了各傳感器精度指標(biāo)。
　　 針對傾角傳感器誤差，本文建立了測量誤差和環(huán)境溫度、測量值之間的高次曲線模型，并通過實驗測得樣本點誤差數(shù)據(jù)，采用最小二乘優(yōu)化出模型參數(shù)，最終獲得傳感器的誤差補償公式，提高了滾角和俯仰角測量精度。
　　 對于光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的誤差，本文根據(jù)系統(tǒng)特點，利用LCD 屏設(shè)計了標(biāo)定模板，利用張正友的攝像機標(biāo)定方法對攝像機內(nèi)部參數(shù)進行標(biāo)定，同時根據(jù)測量數(shù)據(jù)對系統(tǒng)焦距進行優(yōu)化，提高了水平角測量精度。