激光3D投影高精度校准建模方法

2018年第01期

关键词:
激光3D投影;激光3D投影校准模型;牛顿迭代法;初值设计;校准参数;精度评价;校准精度

Keywords
Laser 3Dprojection;Laser 3Dprojection calibration model;NEWTON iteration method;Preliminary design;Calibration parameter;Accuracy evaluation;Calibration precision
摘要
     为了提高激光3D投影校准系统的校准可靠性、获得最佳校准参数,根据校准系统的基本原理,提出了一种将激光3D投影观测值求解模型与校准参数求解模型结合的方式,来建立激光3D投影校准模型的方法.该方法采用两个步骤进行激光3D投影校准系统的校准参数的求解.第一步是通过等距法建立激光3D投影观测值求解模型,引入模型初值的求解,这种初值的设计结果避免了该求解模型运用的牛顿迭代法呈现的弊端.第二步通过四元数法建立校准参数求解模型.仿真结果显示,在H、V上施加服从正态分布的均值为0、标准差σ=0.5″的误差后,该激光3D投影校准系统求解模型误差RMS在0.3mm以内,同时,采用激光跟踪仪作为对比基准验证了本方法的可靠性及校准精度,在3m至5m的定位空间范围内,最大误差在0.4mm以内,满足激光3D投影系统的投影定位精度.即该校准模型可实现对激光3D投影校准系统校准参数的求解,且校准精度高,校准方法收敛速度快,提高了系统校准工作速率,为激光投影系统的研制提供了新的算法思路.


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