[发明专利]基准坐标获取方法及其用途

说明书

本发明公开了一种基准坐标获取方法及精度评价方法，使用多个辅助检测装置，辅助检测装置包含基准单元和待检测单元；在每个辅助检测装置上选择目标测点，影像仪获取各目标测点在影像仪坐标系下的第一坐标；确定影像仪坐标系和坐标系I的转换关系，将各目标测点在坐标系I下的坐标被标记为第二坐标；将多个辅助检测装置设置于测量空间内，利用空间测量系统确定各辅助检测装置的目标测点在空间测量系统中的第三坐标；解算各坐标系I与空间坐标系的转换关系，获取各待检测单元在空间坐标系下的坐标，所有待检测单元坐标的集合即为基准坐标；本方法获取的基准坐标精确度高，摒除了对被测特征外形、结构的限制，适用于各类型待检测系统的精度验证。

技术领域

本发明涉及精度验证、评价领域，具体涉及一种基准坐标获取方法及其用途。

背景技术

精度评价与验证是精密测量系统正式投入使用之前必经的一个过程，对于大尺寸空间坐标位置测量系统而言，需要建立全局空间基准坐标系，获取被测单元的基准坐标，再通过基准坐标评价当前测量系统的精度，再对测量系统坐标系进行校准，提高测量精度；

如何获取基准坐标是亟待解决的问题，特别是对于大尺寸测量空间(如室内定位系统)，存在待测单元数量多且分布散乱、精度评价无法准确溯源的难点，需要建立一种能够覆盖全测量空间的全局空间基准坐标系，当前行业内可灵活覆盖大尺寸测量空间(如大于5×5×3m³范围)的主流高精度测量系统为激光跟踪仪与摄影测量系统；而将激光跟踪仪或摄影测量系统作为基准测量系统时，要求待验证的测量系统检测目标兼容靶球/编码点的结构，而对于不同的室内定位系统(超声波、红外线、蓝牙、WiFi、超宽带等)，其待测单元为不同结构的信号接收器，这将导致基准测量系统与测量系统无法准确测量同一待测单元，继而无法获取待测单元的基准坐标。。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种基准坐标获取方法及精度评价方法，首先利用影像仪建立待测单元与坐标系I之间的关系，再利用空间测量系统(激光跟踪仪/摄影测量系统)将测量空间中的多个坐标系I进行统一，进而得出待测单元在空间坐标系中的坐标，即基准坐标；利用基准坐标可实现对待验证测量系统的精度评价；本方法获取的基准坐标精确度高，摒除了对被测特征外形、结构的限制，适用于各类型待检测系统的精度验证。

一种基准坐标获取方法，需使用多个辅助检测装置，所述辅助检测装置包含有多个基准单元和至少一个待检测单元；包括以下步骤：

1)分别在每个辅助检测装置上选择至少四个非共面的基准单元，作为目标测点，利用影像仪分别获取各目标测点在影像仪坐标系下的坐标，标记为第一坐标，同时获取各待检测单元在影像仪坐标系下的坐标；

分别以单个辅助检测装置为基准，确立各个辅助检测装置的坐标系，标记为坐标系I；确定影像仪坐标系和坐标系I的转换关系，将所述目标测点的第一坐标和各待检测单元在影像仪下的坐标分别转换到坐标系I下，各目标测点在坐标系I下的坐标被标记为第二坐标；

2)将多个所述辅助检测装置分别设置于测量空间内，利用空间测量系统确定各辅助检测装置的目标测点在空间测量系统所确定的空间坐标系中的坐标，标记为第三坐标；

利用目标测点的第二坐标和第三坐标解算各辅助检测装置所确定的坐标系I与空间坐标系的转换关系，继而获取各待检测单元在空间坐标系下的坐标，所有待检测单元坐标的集合即为基准坐标。

进一步，对单个辅助检测装置确定坐标系I的方法为：任选三个非共线基准单元作为参考点，利用参考点构建平面，记此平面的法向量为Z轴；从参考点中任选一点作为原点，原点与一个其它参考点组成的向量为X轴，或者将三个参考点的重心作为原点，原点与任一参考点组成的向量为X轴；根据X轴、Z轴确定Y轴，由此确定坐标系I。

优选，所述空间测量系统的精度相较基准坐标所依据的测量系统的精度至少高出一个数量级。

优选，所述空间测量系统为激光跟踪仪或者摄影测量系统。