[发明专利]一种大尺度三维空间整体测量定位仪专用手持矢量杆

说明书

本发明公开一种大尺度三维空间整体测量定位仪专用手持矢量杆，包括安装单元、管体单元和测针，设置三个金属壳体，金属壳体内置信号接收模块，三个金属壳体的连线呈三角形，且利用金属壳体以及管体单元，固定了三组信号接收模块之间的相对位置，从而提高了三组信号接收模块的定位精度，降低了标定过程中对大尺度三维空间定位仪信号基准源的依赖性，规避了传统标定过程中转坐标系放大标定误差的问题，进而提高测量设备的标定、测量精度；本发明在探测范围内间隔设置三个标定点，在保证矢量杆标定精度的同时，节约生产成本。另外，本发明省略了现有技术中爪型结构的六到八点式冗余设计，减少了空间占用率，提高了设备适应性。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是涉及一种大尺度三维空间整体测量定位仪专用手持矢量杆。

背景技术

大尺度三维空间整体测量定位仪主要应用于飞机制造、卫星制造等航空航天领域，汽车、造船以及工业测量等领域，它的主要功能体现在实时监控、移动导航、在线检测、大部件的空间尺寸三维测量以及逆向工程等等。大尺度三维空间整体测量定位仪所配套的手持矢量杆，是在遮挡环境较为复杂的大尺寸空间测量场内必备的测量设备，内嵌多个激光信号接收模块，并且其内嵌信号接收模块与手持矢量杆尖端点在空间呈现特定的相对位置关系。当手持矢量杆的尖端部位与被遮挡待测量目标接触后，其内嵌信号接收模块在空间测量场内处于可探测状态，通过将内嵌信号接收模块探测并传输的信号传输至系统处理单元解算，可根据矢量杆尖点与内嵌信号接收模块的特定位置关系及配套算法完成被遮挡目标测量点的探测解算。

现阶段较为普遍的传统手持测量工装样式，大都采用六爪或八爪分布式金属结构件，各结构件之间的主要装配方式为拼接组装，结构整体没有对内嵌信号接收模块的空间关系定位精度要求，且为配合操作人员手持使用，整体长度普遍较小，最大尺寸基本不大于300mm，但是这种结构形式存在以下弊端：

1.对系统信号基准源依赖性过高。

传统爪型分布手持测量工装不要求各内嵌信号接收模块之间的定位精度关系，主要通过使用大尺度三维空间定位仪系统对各内嵌信号接收模块实现空间关系标定，忽略大尺度三维空间定位仪手持矢量杆标定过程中的转坐标系误差引进与放大。误差在经过放大后，与校准标定精度要求尚存在差距，因此，传统爪型矢量杆对信号基准源过高的依赖性对测量精度提高存在较大的制约。

2.非必要的生产成本过高。

传统爪型手持测量工装通常为六爪或八爪形式，主要设计目的为增加矢量杆上的探测点个数，从而提高标定算法解算精度。然而，基于大尺度三维空间定位仪在测量过程中的激光空间交会原理，实际上小范围内标定点的增加对于精度提升效果并不明显。并且，放射状对称分布的结构使标定点基本处于同一平面，这导致使用时安装其内的信号接收模块实际朝向基本一致，被激光探测状态基本统一，没有起到精度提升效果。因此，在这一前提下，传统手持测量工装的六或八爪设计基本为冗余设计，增加在内部安装的信号接收模块的数量并不能对矢量杆标定精度产生有效提高，反而造成过多的生产成本。

3.现场适用性低。

传统爪型手持测量工装结构为实现内嵌信号接收模块的稳定分布，基本为以固定点为中心的旋转分布方式，因此无法在空间中较为合理的安排内嵌信号接收模块彼此之间的解算比例关系，更为严重的是，这一分布方式的横向无效空间占用过多，不适合在遮挡条件比较复杂的环境中自由地旋转摇摆，对于现场的操作人员非常不友好，现场适用性极低。

因此，如何改变现有技术中，爪型手持测量工装标定精度较低以及非必要成本高的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种大尺度三维空间整体测量定位仪专用手持矢量杆，以解决上述现有技术存在的问题，提高手持测量工装标定精度，同时为手持测量工装装配制造提供便利条件。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种大尺度三维空间整体测量定位仪专用手持矢量杆，包括：