Способ определения погрешности измерения углов наземным лазерным сканером



Способ определения погрешности измерения углов наземным лазерным сканером

 

G01C1 - Измерение расстояний, горизонтов или азимутов; топография, навигация; гироскопические приборы; фотограмметрия (измерение размеров или углов предметов G01B; измерение уровня жидкости G01F; измерение напряженности или направления магнитных полей вообще, кроме магнитного поля Земли, G01R; радионавигация, определение расстояния или скорости, основанное на эффекте распространения радиоволн, например эффекта Доплера, на измерении времени распространения радиоволн; аналогичные системы с использованием другого излучения G01S; оптические системы для этих целей G02B; карты, глобусы G09B)

Владельцы патента RU 2429449:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирская государственная геодезическая академия" (ГОУ ВПО "СГГА") (RU)

Изобретение относится к области метрологии в геодезической отрасли. Техническим результатом изобретения является определение достоверных и точных погрешностей измерения углов для наземных лазерных сканеров. Способ определения погрешности измерения углов наземным лазерным сканером заключается в использовании эталонных значений углов и полигона. Испытательный радиальный полигон создают специальными марками, установленными по окружности через одинаковый угол в количестве не менее 20 штук. Радиус окружности должен быть от 10 до 40 м. Устанавливают высокоточный электронный тахеометр в центр радиального полигона. Измеряют эталонные значения углов между направлениями на марки. Затем вместо электронного тахеометра устанавливают сканер. Выполняют множественные измерения (более 200) на каждую марку в соответствии с эксплуатационными документами (ЭД). По множественным измерениям определяют координаты центров марок при помощи управляющего программного обеспечения. Производят внешнее ориентирование сканов в систему координат, заданную электронным тахеометром. В программном продукте определяют отклонения измеренных углов от их эталонных значений. Вычисляют среднюю квадратическую погрешность измерения углов mизм. Сравнивают полученные значения погрешности mизм с допуском, вычисляемым по формуле

где mφ - средняя квадратическая погрешность измерений углов, указанная в ЭД на конкретный вид наземного лазерного сканера. 1 ил.

 

Данный способ относится к области метрологии в геодезической отрасли.

Известен способ определения погрешности измерения углов электронными тахеометрами и теодолитами, который основан на использовании автоколлиматора, взятый в качестве прототипа [Геодезия. Геодезические и фотограмметрические приборы [Текст]: Справ. Пособие. / Н.Н.Воронков, B.C.Плотников, Е.И.Калантаров и др. - М.: Недра, 1991. - 429 с.: ил.].

В этом способе выполняется наблюдение эффекта автоколлимации через специальные устройства, угол между которыми известен с высокой точностью и является эталонным значением. После измерений выполняют сравнение углов, измеренных исследуемым прибором с эталонным значением, на основе чего делают заключение о погрешности измерения углов теодолитом или электронным тахеометром.

Недостатком этого способа для применения для наземных лазерных сканеров является то что, в нем используется эффект автоколлимации. Этот эффект предполагает наблюдение в зрительную трубу прибора четкого изображения. В наземных лазерных сканерах нет возможности наблюдать эффект автоколимации, так как в нем измерение углов выполняется автоматически (отсутствует зрительная труба). Это требует разработки совершенно нового способа определения погрешностей измерения углов наземным лазерным сканером.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка способа определения достоверных и точных погрешностей измерения углов, приспособленного для наземных лазерных сканеров.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, достигается тем, что в способе определения погрешности измерения углов наземным лазерным сканером используют эталонные значения углов и полигона и согласно изобретению испытательный радиальный полигон создают специальными марками, установленными по окружности через одинаковый угол в количестве не менее 20 штук, при этом радиус окружности должен быть от 10 до 40 м (для каждой модели наземного лазерного сканера специальные марки имеют индивидуальный вид, рекомендуемый заводом-изготовителем), устанавливают электронный тахеометр в центр радиального полигона, измеряют эталонные значения углов между направлениями на марки, затем вместо электронного тахеометра устанавливают сканер, для определения погрешности измерения горизонтальных углов ось вращения сканера приводят приблизительно в отвесное положение, а для определения погрешности измерения вертикальных углов - в горизонтальное положение, с погрешностью не грубее 5°, выполняют множественные измерения (более 200) на каждую марку в соответствии с эксплуатационными документами (ЭД), получают несколько сканов, количество которых равняется числу марок, установленных на полигоне, по множественным измерениям определяют координаты центров марок при помощи управляющего программного обеспечения, поставляемого заводом-изготовителем, производят внешнее ориентирование сканов в систему координат, заданную электронным тахеометром, в результате чего в программном продукте определяют отклонения измеренных углов от их эталонных значений, вычисляют среднюю квадратическую погрешность измерения углов mизм для горизонтальных и вертикальных углов и сравнивают полученное значение погрешности mизм с допуском, вычисляемым по формуле

где mφ(θ) - средняя квадратическая погрешность измерений горизонтальных (вертикальных) углов, указанная в ЭД на конкретный вид наземного лазерного сканера.

На чертеже представлена схема размещения марок и наземного лазерного сканера, где:

1 - марка,

2 - центр радиального полигона.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Устанавливают марки по окружности в количестве 20 штук. Радиус окружности выбирается в зависимости от модели наземного лазерного сканера (от 10 до 40 м).

Устанавливают в центр созданного полигона высокоточный электронный тахеометр и определяют эталонные значения углов, при этом количество полуприемов должно быть не менее 3-х.

Устанавливают наземный лазерный сканер в соответствии с чертежом, при этом для определения погрешности измерения горизонтальных углов ось вращения сканера приводят приблизительно в отвесное положение, а для определения погрешности измерения вертикальных углов - в горизонтальное положение, с погрешностью не грубее 5°, и выполняют измерения на каждую марку с максимальным разрешением в соответствии с ЭД.

Выполняют внешнее ориентирование наземного лазерного сканера собственной программой обработки данных, принадлежащих данному оборудованию.

Определяют измеренные углы между центрами марок и сравнивают с эталонными значениями. Оборудование признается годным к эксплуатации, если разности между измеренными и эталонными значениями абсолютной погрешности горизонтальных (вертикальных) углов соответственно, вычисленной по формуле

где mφ(θ) - средняя квадратическая погрешность измерения горизонтальных (вертикальных) углов, указанная в ЭД на конкретный вид оборудования.

В настоящее время для метрологической аттестации наземных лазерных сканеров их необходимо либо отправлять за границу, либо проводить поверку не в полном объеме. Предлагаемый способ позволит проводить полномасштабную поверку наземных лазерных сканеров в Российской Федерации, что сократит затраты, связанные с этими процедурами.

Способ определения погрешности измерения углов наземным лазерным сканером, при котором используют эталонные значения углов и полигон, отличающийся тем, что испытательный радиальный полигон создают специальными марками, установленными по окружности через одинаковый угол в количестве не менее 20 штук, при этом радиус окружности должен быть от 10 до 40 м (для каждой модели наземного лазерного сканера специальные марки имеют индивидуальный вид, рекомендуемый заводом-изготовителем), устанавливают высокоточный электронный тахеометр в центр радиального полигона, измеряют эталонные значения углов между направлениями на марки, затем вместо электронного тахеометра устанавливают сканер, причем для определения погрешности измерения горизонтальных углов ось вращения сканера приводят приблизительно в отвесное положение, а для определения погрешности измерения вертикальных углов - в горизонтальное положение с погрешностью не грубее 5°, выполняют множественные измерения (более 200) на каждую марку в соответствии с эксплуатационными документами (ЭД), получают несколько сканов, количество которых равняется числу марок, установленных на полигоне, по множественным измерениям определяют координаты центров марок при помощи управляющего программного обеспечения, поставляемого заводом-изготовителем, производят внешнее ориентирование сканов в систему координат, заданную электронным тахеометром, в результате чего в программном продукте определяют отклонения измеренных углов от их эталонных значений, вычисляют среднюю квадратическую погрешность измерения углов mизм, сравнивают полученные значения погрешности mизм с допуском, вычисляемым по формуле:

где mφ - средняя квадратическая погрешность измерений углов, указанная в ЭД на конкретный вид наземного лазерного сканера.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к авионике и может быть использовано в авиагоризонтах. .

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано для расчета таксационных характеристик. .

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для арретирования и разарретирования валов электроприводов аэродинамических рулей управляемых авиационных ракет как при их технологических проверках, так при их пуске с самолета.

Изобретение относится к лазерным гироскопам и предназначено для увеличения срока службы трехосного гироскопа. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к приборам для измерения величины угловой скорости. .

Изобретение относится к области машиностроения и предназначено для арретирования и разарретирования валов электроприводов аэродинамических рулей управляемых авиационных ракет как при их технологических проверках, так и при их пуске с самолета.

Изобретение относится к определению скорости вращения осесимметричного вибрационного датчика, содержащего колебательный элемент, связанный с электродами управления и детекторными электродами.

Изобретение относится к измерительной технике и может применяться в интегральных гироскопах вибрационного типа. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к преобразователям угловой скорости в электрический сигнал. .

Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к преобразователям угловой скорости в электрический сигнал. .

Изобретение относится к способу эксплуатации емкостного микроэлектромеханического датчика

Изобретение относится к области картографии, а более конкретно к составлению ледовых карт, полученных путем съемки ледовых образований, посредством технических средств, установленных на летательных аппаратах

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для развития перерабатывающих заводов сельского хозяйства, а также для собственных нужд железных дорог

Изобретение относится к области военной техники, а именно к измерительным элементам систем управления и стабилизации реактивных снарядов, например реактивных снарядов систем залпового огня

Изобретение относится к области измерительной техники, а более конкретно к измерительным элементам линейного ускорения
Изобретение относится к определению параметров ледяного покрова посредством устройства для измерении толщины льдин, установленного на носителе, и может быть использовано как в исследовательских целях, так и при мониторинге ледового покрова в регионах залегания и добычи месторождений газа и нефти на шельфе арктических морей

Изобретение относится к области гироскопической техники, а именно к упругим подвесам чувствительных элементов динамически настраиваемых гироскопов (ДНГ), и может быть использовано в любых датчиках первичной информации

Изобретение относится к лесному хозяйству и может быть использовано при оперативном выявлении насаждений, поврежденных насекомыми, и контроле экологического состояния леса
Наверх