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三维坐标转换的非线性Gauss-Helmert模型及其解法 被引量：5
1
作者 刘春阳 刘超 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2017年第5期118-123,共6页
针对传统的三维坐标转换模型局限于求解小旋转角的三维坐标转换参数的缺点,以及没有同时顾及观测向量和系数矩阵的随机误差,该文提出了一种新的三维坐标转换参数求解模型。基于非线性Gauss-Helmert模型,建立了三维坐标转换的Bursa-Wolf... 针对传统的三维坐标转换模型局限于求解小旋转角的三维坐标转换参数的缺点,以及没有同时顾及观测向量和系数矩阵的随机误差,该文提出了一种新的三维坐标转换参数求解模型。基于非线性Gauss-Helmert模型,建立了三维坐标转换的Bursa-Wolf模型,采用Newton-Gauss迭代算法,构建了加权整体最小二乘问题的拉格朗日函数,并给出了该算法的具体推导过程及其精度评定公式。实测数据和仿真数据结果表明:新算法在无须假设条件的前提下,可以获得任意旋转角下的坐标转换参数,且待估参数数目大大降低,易于程序实现。 展开更多
关键词 三维坐标转换 gauss-helmert模型 整体最小二乘 Bursa-Wolf模型
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三维坐标转换的高斯-赫尔默特模型及其抗差解法 被引量：17
2
作者 刘超 王彬 +1 位作者 赵兴旺 余学祥 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期1320-1327,共8页
对三维坐标转换的高斯-赫尔默特（Gauss-Helmert,GH）模型,采用牛顿-高斯（Newton-Gauss）迭代算法构建了该模型的拉格朗日目标函数,推导了其解算方法,并给出了具体的计算步骤。在此基础上,考虑到可能出现的粗差对观测空间与结构空间的... 对三维坐标转换的高斯-赫尔默特（Gauss-Helmert,GH）模型,采用牛顿-高斯（Newton-Gauss）迭代算法构建了该模型的拉格朗日目标函数,推导了其解算方法,并给出了具体的计算步骤。在此基础上,考虑到可能出现的粗差对观测空间与结构空间的综合影响,基于标准化残差构造权因子函数,推导了该模型的抗差解法。仿真实验结果表明,GH模型用于三维坐标转换时不受旋转角度大小和其他附加条件限制,解算结果与现有算法一致,且估计参数的维数大大降低,计算效率有一定程度的提高;所提出的抗差解法效果良好,与现有基于整体最小二乘的三维坐标转换的抗差解法相比,表现出了更好的稳健性。 展开更多
关键词 三维坐标转换 高斯-赫尔默特模型 整体最小二乘 标准化残差 抗差估计
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基于非线性高斯-赫尔默特模型的结构总体最小二乘法 被引量：12
3
作者 吕志鹏 隋立芬 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期1808-1815,共8页
变量误差(error-in-variables,EIV)模型的系数矩阵存在结构特征的情况,并且这种结构特征可以扩展到观测向量中。首先采用变量投影法将系数矩阵的增广矩阵展开成仿射矩阵形式,提取系数矩阵和观测向量中的随机量,并将EIV模型表示为非线性... 变量误差(error-in-variables,EIV)模型的系数矩阵存在结构特征的情况,并且这种结构特征可以扩展到观测向量中。首先采用变量投影法将系数矩阵的增广矩阵展开成仿射矩阵形式,提取系数矩阵和观测向量中的随机量,并将EIV模型表示为非线性高斯-赫尔默特模型,然后利用非线性最小二乘原理推导了一种结构总体最小二乘法。该算法统一了普通的结构总体最小二乘法、结构数据最小二乘法以及最小二乘法。将该算法应用到真实算例和模拟算例中,两个算例结果表明,该算法与已有能够解决EIV模型结构特征的结构或加权总体最小二乘法估计结果一致,验证了该算法的有效性。同时,该算法对结构特征的提取方式简单、规律性强且易于编程实现;且在算法设计中,把结构总体最小二乘问题转换为附有参数的条件平差问题,即将其纳入到最小二乘平差理论体系,便于其扩展应用。同时对平面拟合问题的误差估计特性进行了定性分析,由分析可知参数的相对大小对估计误差的一致性有直接影响,这说明EIV模型下系数矩阵和观测向量中随机量的估计误差与真误差的一致性关系相对复杂。 展开更多
关键词 结构特征 Partial EIV 非线性高斯-赫尔默特模型 误差估计 总体最小二乘
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非线性平差精度评定的自适应蒙特卡罗法 被引量：11
4
作者 王乐洋 赵英文 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期206-213,220,共9页
针对现有的非线性平差精度评定理论中,蒙特卡罗法模拟次数的选择不具有客观性,无法对结果进行直接控制,以及没有同时考虑到平差参数估值、随机量改正数和单位权方差估值的有偏性等问题,把自适应蒙特卡罗法融入到非线性平差精度评定理论... 针对现有的非线性平差精度评定理论中,蒙特卡罗法模拟次数的选择不具有客观性,无法对结果进行直接控制,以及没有同时考虑到平差参数估值、随机量改正数和单位权方差估值的有偏性等问题,把自适应蒙特卡罗法融入到非线性平差精度评定理论中。通过基于自适应蒙特卡罗法的估值偏差计算和参数估值协方差阵计算,设计了非线性平差精度评定一套理论完整的算法流程。基于对偶变量的思想,提出了参数估值偏差计算的对偶自适应蒙特卡罗法。直线拟合模型和椭圆拟合模型两个算例结果表明,非线性平差精度评定的自适应蒙特卡罗法能获得稳定且合理的精度评定结果,具有更强的适用性;对偶自适应蒙特卡罗法计算估值偏差的收敛速度更快,效率更高。 展开更多
关键词 自适应蒙特卡罗法 非线性平差 精度评定 高斯-赫尔默特模型
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顾及随机误差的地面三维激光扫描仪自检校模型及其抗差解法 被引量：6
5
作者 周腾飞 程效军 +1 位作者 黄凯 陶远 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第13期89-101,共13页
针对地面三维激光扫描仪自检校模型易受到随机误差与粗差的影响,基于Gauss-Helmert坐标转换模型与扫描仪观测原理提出了一种三维激光扫描仪的自检校方法。该方法共包含6个外部转换参数与5个系统误差参数(附加参数),首先利用泰勒级数对... 针对地面三维激光扫描仪自检校模型易受到随机误差与粗差的影响,基于Gauss-Helmert坐标转换模型与扫描仪观测原理提出了一种三维激光扫描仪的自检校方法。该方法共包含6个外部转换参数与5个系统误差参数(附加参数),首先利用泰勒级数对函数模型进行线性化,并构造拉格朗日目标函数,基于Newton-Gauss法迭代求解所有未知参数的初值;之后利用标准化残差构造权因子函数,以对观测值进行重新定权,并通过迭代计算出参数的最终解。通过仿真和实验进行验证,结果表明所提方法较现有的算法能有效去除观测值中的随机误差与粗差,且具有良好的鲁棒性。 展开更多
关键词 探测器 自检校 gauss-helmert模型 Newton-gauss法 随机模型 抗差估计
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结构加权整体最小二乘模型平差准则的优化选取
6
作者 谢建 周璀 +2 位作者 林东方 龙四春 赖咸根 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期2223-2231,共9页
在空间直角坐标转换等结构变量含误差(errors-in-variables,EIV)模型中,系数矩阵中有部分随机观测值(或其负值)会在系数矩阵的不同位置重复出现。对于随机变量重复出现的结构EIV模型,重复的次数是否应纳入整体最小二乘准则以及重复次数... 在空间直角坐标转换等结构变量含误差(errors-in-variables,EIV)模型中,系数矩阵中有部分随机观测值(或其负值)会在系数矩阵的不同位置重复出现。对于随机变量重复出现的结构EIV模型,重复的次数是否应纳入整体最小二乘准则以及重复次数如何纳入,已有研究尚未形成定论。提出了一种通用结构EIV模型,通过引入综合权矩阵来表达不同的平差准则并推导了通用模型的算法;然后采用线性化方法将通用EIV模型转换为Gauss-Helmert模型求解并推导了参数的近似精度公式。从模型分析和数值模拟两方面分别验证了独立随机误差的重复次数不应计入结构整体最小二乘准则。最终确立了结构EIV模型的最优平差准则,并证明了近似精度评定公式是可行有效的。 展开更多
关键词 结构变量含误差模型 加权整体最小二乘 gauss-helmert模型 平差准则 精度评定
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多光束三维成像激光扫描系统校准方法研究 被引量：4
7
作者 郁肖飞 史朝龙 +1 位作者 李新纯 李晗 《战术导弹技术》 2013年第2期92-98,113,共8页
针对传统的校准方法不适用于多光束三维成像激光扫描系统HDL-64E产品的校准问题,提出了基于平面特征和改进Gauss-Helmert平差模型方法对该产品进行校准。首先分析了产品基于平面特征的数学模型,并根据函数模型和坐标转换矩阵对通过扫描... 针对传统的校准方法不适用于多光束三维成像激光扫描系统HDL-64E产品的校准问题,提出了基于平面特征和改进Gauss-Helmert平差模型方法对该产品进行校准。首先分析了产品基于平面特征的数学模型,并根据函数模型和坐标转换矩阵对通过扫描校准场景中多个平面获得的点云数据进行计算求得点云坐标。然后使用平面拟合的主成分分析方法(PCA)得到平面方程,根据测量平差的原理建立点和平面的条件方程和约束条件,并构造合适的目标函数。最后选择合适的参数初值对目标函数求极值,同时估计出系统的校准参数和平面参数。校准后产品的测量误差比校准前减小了约50%,该方法有效地提高了产品的测量精度。 展开更多
关键词 系统校准 多光束三维成像 激光扫描 gauss-Helmet平差模型
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基于已知特征平面的移动测量系统安置参数检校 被引量：1
8
作者 张顺 张帆 李珂 《北京测绘》 2020年第3期437-442,共6页
安置误差是影响移动测量系统激光点云精度的主要因素之一。当激光点云中存在特征平面时,安置误差会导致该平面与真实平面之间产生较大的偏差,如果存在多个空间上位置关系较好的特征平面,就能够全面反映出系统的安置误差。本文以此为依据... 安置误差是影响移动测量系统激光点云精度的主要因素之一。当激光点云中存在特征平面时,安置误差会导致该平面与真实平面之间产生较大的偏差,如果存在多个空间上位置关系较好的特征平面,就能够全面反映出系统的安置误差。本文以此为依据,给出了一种基于已知特征平面的移动测量系统安置参数检校方法,并详细阐述了检校场的布设、数据获取及处理等内容。实验证明,该方法是一种简单、可靠的检校方法,具有较高的实用性。 展开更多
关键词 移动测量系统 安置误差 高斯-赫尔默特(gauss-helmert)模型 平面特征 检校
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一种顾及随机误差的地面三维激光扫描仪自检校方法
9
作者 李霜 樊亚 +1 位作者 付贵 周腾飞 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2023年第4期11-20,共10页
系统误差作为点云数据中的非随机项,使得扫描结果具有累积作用,对结果质量的影响尤为显著。因此,提出一种地面三维激光扫描仪系统误差自检校方法,该方法同时考虑了系统误差和随机误差对扫描结果的影响。在随机模型方面,基于测角和测距... 系统误差作为点云数据中的非随机项,使得扫描结果具有累积作用,对结果质量的影响尤为显著。因此,提出一种地面三维激光扫描仪系统误差自检校方法,该方法同时考虑了系统误差和随机误差对扫描结果的影响。在随机模型方面,基于测角和测距精度对观测值进行加权,并利用方差分量估计理论实现不同类型观测值的后验估计。仿真实验和实测数据验证表明,该方法能有效提高未知参数的解算精度,且经过系统误差和随机误差改正后,可获得更接近真实值的目标坐标,相较于常规自检校方法具有更高的准确性和精度。 展开更多
关键词 地面三维激光扫描仪 自检校 随机误差 gauss-helmert模型
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一种地面移动激光成像系统的视准轴误差自标定方法研究 被引量：5
10
作者 孟宪刚 胡少兴 +2 位作者 张爱武 段乙好 张晓 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期227-233,共7页
视准轴角度误差直接影响移动激光成像系统(MMS)的点云精度,尤其是在多路线、多角度下扫描同一区域时,不理想的视准轴误差估计会造成重叠区域无法无缝拼合。针对上述问题,提出了一种基于平面特征的地面移动激光成像系统的视准轴误差自标... 视准轴角度误差直接影响移动激光成像系统(MMS)的点云精度,尤其是在多路线、多角度下扫描同一区域时,不理想的视准轴误差估计会造成重叠区域无法无缝拼合。针对上述问题,提出了一种基于平面特征的地面移动激光成像系统的视准轴误差自标定方法,给出移动激光成像系统的点云生成模型,依据三维场景中的平面特征,建立Gauss-Helmert平差模型,依据最小二乘法,推导出计算视准轴误差的法方程。实验结果表明,提出的方法不需要特殊的定标场,只需在数据采集过程中以不同方位扫描同一平面特征就可以计算出视准轴误差,且计算结果可靠有效。 展开更多
关键词 机器视觉 移动激光成像系统 视准轴误差 gauss—helmert模型 平面特征 自标定
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