[发明专利]一种曲线测量定位方法

摘要

本发明提供了一种曲线测量定位方法，所述定位方法包括：确定测量曲线起点和终点，并根据起点和终点位置关系确定测量曲线离散点之间的顺序关系；计算测量曲线起点和终点的曲率、挠率以及标架；将理论曲线离散化，确定采样点，计算各采样点的曲率、挠率以及标架；确定理论曲线上采样点与测量曲线起点和终点相匹配的特征点或组；对测量曲线进行初定位；对测量曲线进行精定位。本发明的定位方法基于空间曲线曲率和挠率以及Frenet标架，解决了空间任意测量曲线定位问题；定位方法用时短，误差小，精准度高。

主权项

1.一种曲线测量定位方法，其特征在于，所述定位方法包括以下步骤：确定测量曲线起点和终点，并根据起点和终点位置关系确定测量曲线离散点之间的顺序关系；计算测量曲线起点和终点的曲率、挠率以及标架；将理论曲线离散化，确定采样点，计算各采样点的曲率、挠率以及标架；确定理论曲线上采样点与测量曲线起点和终点相匹配的特征点或组；对测量曲线进行初定位；对测量曲线进行精定位，其中，所述对测量曲线进行初定位的步骤包括：在所述理论曲线上采样点与测量曲线起点和终点相匹配的特征点或组中任选一组(p′1,ps1)，在p′1点建立标架{T′1,N′1,B′1}，在ps1点建立标架{T1,N1,B1}，其中，p′1为测量曲线的起点，ps1为理论曲线上与p′1相匹配的特征点，T1'、N′1和B′1分别表示p′1点的切向、法向和副法向，T1、N1、B1分别表示ps1点的切向、法向和副法向；将ps1点的标架旋转到与p′1点标架的姿态一致，得到初始旋转变换矩阵Rs1；将p′1点平移至ps1点，得到初始平移矩阵Ts1；构建测量曲线与理论曲线间的空间变换矩阵Gs1＝[Rs1,Ts1]，将所述空间变换矩阵依次代入(p′n,pek)中，计算p′n经空间变换后的坐标值，判断在pek中是否有相似或者相等坐标值的特征点，如||Gs1p′n‑pei||≤εd，则判定Gs1是测量曲线与理想曲线之间的初始变换矩阵，如不是，则重新选取另一组理论曲线与测量曲线起点和终点相匹配的特征点或组，直至满足||Gs1p′n‑pei||≤εd，完成对测量曲线初定位，其中，p′n为测量曲线的终点，pek为理论曲线上与p′n相匹配的特征点，pei为pek中的任意一点，εd为给定的容差阈值。