【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械工程的一种激光测量技术，具体地，涉及一种基于空间多距离约束的激光多边法测量方法及系统，同时提供了一种相应的计算机终端及计算机可读存储介质。
技术介绍
1、激光多边法是一种较为成熟的测量方法，它利用四台或者四台以上的激光跟踪仪进行联合测量，仅使用误差较小的距离测量信息，对被测物进行坐标测量。由于仅使用了多台激光跟踪仪的高精度距离信息，相比于单台激光跟踪仪测量可以获得更高的测量精度。
2、自标定是激光多边法测量过程中非常重要的一个环节，自标定精度会直接影响到最终的测量精度。由于激光多边法自标定过程中受到测量点的重复性误差、测长误差和环境误差等各误差的影响，传统自标定方式的精度不高，且稳定性较差，需要提出一种更为精准且稳定的自标定方式，从而获取高精度的基站标定值，为后续空间点位的测量打下良好的基础。
3、此外，在进行自标定时，需要先确定各个自标定参数的初始值，一般通过手动测量各个基站之间的距离来确定一个相对粗糙的站位初值，该方式的精度较差，在后续的优化过程中系统参数容易出现不稳定、大幅度偏离真值的情况，最终导致收敛失败。故系统参数的初值估计是一个关键的问题，获取较为良好的系统参数初值是优化自标定结果的重要途径之一。
4、针对上述问题，本领域迫切需要建立一种能够实现自动标定，并且测量精度高的激光多边法测量方式。
5、经过检索发现：
6、公开号为cn115097380a的中国专利技术专利申请《基于绝对测距类仪器非自由设站的三维控制网构建方法》，该方法采用绝对测距
7、目前没有发现同本专利技术类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种基于空间多距离约束的激光多边法测量方法及系统，同时提供了一种相应的计算机终端及计算机可读存储介质。
2、根据本专利技术的一个方面，提供了一种基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，包括：
3、构建加入空间多距离约束的自标定模型；
4、基于所述自标定模型，对所述自标定模型的自标定参数初始值进行自动计算；
5、对获得了自标定参数初始值的自标定模型进行全局优化求解，获得自标定结果；
6、根据获得的所述自标定结果，计算空间点位三维坐标，构建激光跟踪仪测量模型，控制激光跟踪仪实施激光多边法测量过程。
7、优选地，所述构建加入空间多距离约束的自标定模型，包括：
8、设置空间中的一部分点为自标定点，获得自标定参数为：
9、x＝(x2,x3,x4,x4,y3,y4,yk,z4,zk,...,x1,y1,z1,...,xm,ym,zm)
10、式中，x为建立的空间坐标系下的所有未知参数，第一个激光跟踪仪位置为(0，0，0)，第二个激光跟踪仪为(x2,0，0)，第三个激光跟踪仪位置为(x3,y3,0)，第四个激光跟踪仪位置为(x4,y4,z4)，第k个激光跟踪仪位置为(xk,yk,zk)，xm,ym,zm分别为第m个标定点的三维空间坐标，下标m为第m个标定点；
11、将固定平面上的三个点a,b,c之间的相对距离作为空间距离约束；
12、对于所有的标定点(xj,yj,zj),j＝1,...,m，建立每一个标定点到k个激光跟踪仪的距离方程：
13、
14、式中，dij,i＝1,2,3,4,…,k为仪器测得的第j个标定点到第i个激光跟踪仪的距离；
15、建立残差和：
16、
17、
18、式中，rij为第j个标定点到第i个激光跟踪仪的距离残差，(xi,yi,zi)为第i个标定点的三维空间坐标，为所有标定点的残差和；
19、在基础上，由于三个点a,b,c之间的距离始终不变，则建立方程：
20、
21、式中，(xa,ya,za)为a点的三维坐标，(xb,yb,zb)为b点的三维坐标，(xc,yc,zc)为c点的三维坐标，lab为ab两点之间的精确距离，lac为ac两点之间的精确距离，lbc为bc两点之间的精确距离；
22、在空间中共放置k个平面位置，则对于每一个平面位置，均建立相对应的空间距离约束条件为：
23、
24、式中，dab,i为第i个位置下的ab点距离残差，dac,i为第i个位置下的ac点距离残差，dbc,i为第i个位置下的bc点距离残差，(xa,i,ya,i,za,i)为第i个位置下的a点坐标，(xb,i,yb,i,zb,i)为第i个位置下的b点坐标，(xc,i,yc,i,zc,i)为第i个位置下的c点坐标，lab,i为第i个位置下的ab之间的精确距离，lac,i为第i个位置下的ac之间的精确距离，lbc,i为第i个位置下的bc之间的精确距离；
25、构建自标定模型的函数f(x)，并将求解的最小值转化为求解f(x)的最小值：
26、
27、式中，wi为每一个位置对应的权重，用于改变距离约束在全局优化过程中的作用。
28、优选地，获得所述固定平面上的三个点a,b,c之间的相对距离，包括：
29、将k站位激光跟踪仪同时跟踪固定平面上的三个点a,b,c，三点之间的距离始终不变；
30、测量三点之间的精确距离值；
31、将三个点移动到不同的空间位置下进行重复测量；
32、获得固定平面上的三个点a,b,c之间的相对距离。
33、优选地，所述对所述自标定模型的自标定参数初始值进行自动计算，包括：
34、采用k站激光跟踪仪分别采集k站位p1～pk到各标定点的角度以及距离值，获得各站位坐标系下自标定点的空间三维坐标(xj,yj本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述构建加入空间多距离约束的自标定模型，包括：
3.根据权利要求2所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，获得所述固定平面上的三个点A，B，C之间的相对距离，包括：
4.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述对所述自标定模型的自标定参数初始值进行自动计算，包括：
5.根据权利要求4所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述计算获得其余K-1个激光跟踪仪站位到主站位的转换关系，将K站位转移到统一的多边法坐标系下，包括：
6.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述对获得了自标定参数初始值的自标定模型进行全局优化求解，包括：
7.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，根据获得的自标定结果，计算空间点位三维坐标，构建激光跟踪仪测量
8.一种基于空间多距离约束的激光多边法测量系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机终端，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时可用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法，或运行权利要求8所述的系统。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时可用于执行权利要求1-7中任一项所述的方法，或运行权利要求8所述的系统。
...【技术特征摘要】
1.一种基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述构建加入空间多距离约束的自标定模型，包括：
3.根据权利要求2所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，获得所述固定平面上的三个点a，b，c之间的相对距离，包括：
4.根据权利要求1所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述对所述自标定模型的自标定参数初始值进行自动计算，包括：
5.根据权利要求4所述的基于空间多距离约束的激光多边法测量方法，其特征在于，所述计算获得其余k-1个激光跟踪仪站位到主站位的转换关系，将k站位转移到统一的多边法坐标系下，包括：
6.根据权利要求1所述的基于空...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈晓波，盛莹，慈海，肖春源，习俊通，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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