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基于三维激光扫描技术的储罐外形高精度复核探讨
1
作者 冯静 李欣欣 +1 位作者 石磊 唐永丽 《测绘技术装备》 2023年第4期66-71,共6页
本文利用三维激光扫描技术对工业卧式储罐接口的位置和尺寸进行了高精度复核测量。在完成点云拼接和滤波等预处理后,首先,通过提取储罐表面点云进行柱面拟合,得到储罐的主轴线;其次,通过基于总体最小二乘法的平面拟合、基于罗德里格斯(R... 本文利用三维激光扫描技术对工业卧式储罐接口的位置和尺寸进行了高精度复核测量。在完成点云拼接和滤波等预处理后,首先,通过提取储罐表面点云进行柱面拟合,得到储罐的主轴线;其次,通过基于总体最小二乘法的平面拟合、基于罗德里格斯(Rodrigues)矩阵的坐标变换以及圆环拟合方法精确获取接口中心的三维坐标;最后,根据轴线和接口坐标计算得到接口的轴向距离、径向距离和方位角。结果显示,利用本文方法测量得到的轴向距离、径向距离和方位角与设计值偏差的均方误差分别为±1.38 mm、±1.70 mm和±0.54°,满足精度要求。 展开更多
关键词 三维激光扫描 总体最小二乘法拟合 罗德里格斯矩阵 精密测量 工业储罐
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一种基于罗德里格斯矩阵的ICP改进算法及应用 被引量：2
2
作者 田丰瑞 花向红 +1 位作者 刘金标 周波 《城市勘测》 2010年第5期90-92,97,共4页
在回顾了经典ICP算法的基础上,采用罗德里格斯矩阵求解点云数据之间的运动参数,实现了一种基于特征点的ICP改进算法,并在实际应用中检验了该算法的可行性。
关键词 罗德里格斯矩阵 点云数据配准 ICP改进算法 特征点
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基于特征点对优化筛选的点云初始配准算法
3
作者 郭敏 孙梦 +1 位作者 吕源治 李贞兰 《长春工业大学学报》 CAS 2022年第6期705-711,共7页
针对源点云和目标点云中特征点对容易产生错误匹配的问题,研究了基于特征点对优化筛选的初始配准算法。首先利用主成分分析算法求取点云的法向量,利用曲率估计选取特征点并建立两点集的特征直方图,然后采用特征点对优化筛选算法准确匹... 针对源点云和目标点云中特征点对容易产生错误匹配的问题,研究了基于特征点对优化筛选的初始配准算法。首先利用主成分分析算法求取点云的法向量,利用曲率估计选取特征点并建立两点集的特征直方图,然后采用特征点对优化筛选算法准确匹配对应点集,最后利用罗德里格斯旋转公式求解旋转矩阵和平移向量。实验结果表明,与RANSAC剔除错误点对的初始配准算法相比,该算法能够减小配准误差。 展开更多
关键词 特征点对优化筛选 罗德里格斯矩阵 曲率估计 快速特征直方图
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基于Lodrigues Matrix空间后方交会的三维测量方法研究 被引量：1
4
作者 张春波 宋丽梅 +2 位作者 安宏伟 董虓霄 杨朝奎 《光电子技术》 CAS 北大核心 2011年第3期183-187,共5页
相机的标定包括相机的外参数和内参数,通过一定数量的控制点,标定出相机内外参数的过程又称空间后方交会。通过简单易理解的方法推导了共线方程,并引入罗德里格矩阵(Lodrigues Matrix)为旋转阵;通过尼康D70s相机、十字靶标、标尺、摩托... 相机的标定包括相机的外参数和内参数,通过一定数量的控制点,标定出相机内外参数的过程又称空间后方交会。通过简单易理解的方法推导了共线方程,并引入罗德里格矩阵(Lodrigues Matrix)为旋转阵;通过尼康D70s相机、十字靶标、标尺、摩托车车架以及三点编码标记点为实验条件,以理想相机为前提运用解析法详细解算了相机外参数;最后通过介绍的空间后方交会的方法,相同环境下的一系列连续图片,逆推导出同一十字靶、标尺以及其他编码标记点中心圆心的物方坐标值,并输出了三维点云,与AICON软件的三维坐标作对比,验证了空间后方交会的方法的正确性。 展开更多
关键词 共线方程 外参数 最小二乘平差法 空间后方交会 罗德里格旋转矩阵
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汽车灯具零件控制尺寸公差计算方法研究
5
作者 李驿林 孙艳 《汽车与驾驶维修》 2017年第11期133-135,共3页
快速准确计算车灯零件控制尺寸公差大小,用于控制装配间隙、精密光学件装配精度及结构位置精度。本文基于齐次坐标变化理论,先后阐述了坐标转换原理,建立了数学模型,分别对两类车灯零件进行了讨论。通过坐标旋转、平移等理论计算公式,... 快速准确计算车灯零件控制尺寸公差大小,用于控制装配间隙、精密光学件装配精度及结构位置精度。本文基于齐次坐标变化理论,先后阐述了坐标转换原理,建立了数学模型,分别对两类车灯零件进行了讨论。通过坐标旋转、平移等理论计算公式,结合计算机辅助,创建出公差计算工具,解决一般情况的产品控制点公差不易计算、定位优劣无量化等难题。 展开更多
关键词 尺寸公差 定位固定 坐标变换 齐次变换矩阵 罗德里格旋转矩阵
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罗德里格矩阵在三维坐标转换严密解算中的应用 被引量：98
6
作者 姚吉利 韩保民 杨元喜 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1094-1096,1119,共4页
利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,把传统的三个旋转角参数用反对称矩阵的三个独立元素代替,推导了用三个公共点计算任意旋转角情况下的7个参数的直接计算公式,并建立了相应的平差模型。
关键词 三维坐标转换 线性模型 转换方程 罗德里格矩阵
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3维坐标转换参数直接计算的严密公式 被引量：81
7
作者 姚吉利 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2006年第5期7-10,共4页
首先对坐标转换的物理意义进行解释,又把传统3个旋转角参数用反对称矩阵的3个元素代替,推出用3个和4个公共点直接计算转换参数的严密公式,在此基础上推导出严密的线性化公式。由于不用进行三角函数计算,只用简单加减乘除,也不用迭代计算... 首先对坐标转换的物理意义进行解释,又把传统3个旋转角参数用反对称矩阵的3个元素代替,推出用3个和4个公共点直接计算转换参数的严密公式,在此基础上推导出严密的线性化公式。由于不用进行三角函数计算,只用简单加减乘除,也不用迭代计算,所以该模型计算速度快。 展开更多
关键词 3维坐标转换 转换参数 转换矩阵 反对称矩阵 罗德里格矩阵
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三维坐标转换的两种方法及其比较研究 被引量：52
8
作者 张卡 张道俊 +2 位作者 盛业华 王培芳 庞佑涛 《数学的实践与认识》 CSCD 北大核心 2008年第23期121-128,共8页
针对7参数法三维坐标转换问题,对比分析了传统的基于泰勒级数展开的线性模型转换方法和基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法.由于在基于罗德里格矩阵的转换方法中,不需进行三角函数的计算,也不需迭代计算,因而其计算速度更快;而且其解... 针对7参数法三维坐标转换问题,对比分析了传统的基于泰勒级数展开的线性模型转换方法和基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法.由于在基于罗德里格矩阵的转换方法中,不需进行三角函数的计算,也不需迭代计算,因而其计算速度更快;而且其解决了线性模型对旋转角大小的限制,不仅适用于小角度的空间直角坐标转换,也能用于大角度的空间坐标转换.实验结果也表明基于罗德里格矩阵的转换方法具有更好的适用性和更高的精度. 展开更多
关键词 三维坐标转换 泰勒级数 罗德里格矩阵 转换参数 旋转矩阵
原文传递
三维坐标转换方法研究 被引量：52
9
作者 杨凡 李广云 王力 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2010年第6期5-7,15,共4页
从理论上对几种坐标转换方法作严密对比,研究各自的适用性及优缺点。推导基于罗德里格矩阵3参数的空间直角坐标转换模型、其线性化误差方程及最小二乘迭代计算公式。通过实测数据计算表明,几种方法在精度上相似,四元组法利用了旋转矩阵... 从理论上对几种坐标转换方法作严密对比,研究各自的适用性及优缺点。推导基于罗德里格矩阵3参数的空间直角坐标转换模型、其线性化误差方程及最小二乘迭代计算公式。通过实测数据计算表明,几种方法在精度上相似,四元组法利用了旋转矩阵的特征和所有可用的特征点,计算过程简单快速,具有较强的稳定性和实用性;SVD法理论简单,算法容易实现,但不能保证得到旋转矩阵;基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代法理论较为复杂,不易实现,但精度可靠。 展开更多
关键词 坐标转换 四元组 SVD 迭代法 线性化 罗德里格矩阵 最小二乘法
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罗德里格矩阵在坐标系转换中的应用 被引量：44
10
作者 原玉磊 蒋理兴 刘灵杰 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2010年第2期178-179,119,共3页
在大旋转角度的坐标系转换中,线性转换模型的旋转参数线性化复杂,计算量大,误差大。根据反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,推导了基于罗德里格矩阵的坐标系转换模型。该模型用反对称矩阵中的3个独立参数代替旋转矩阵中9个相关参数,避免... 在大旋转角度的坐标系转换中,线性转换模型的旋转参数线性化复杂,计算量大,误差大。根据反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,推导了基于罗德里格矩阵的坐标系转换模型。该模型用反对称矩阵中的3个独立参数代替旋转矩阵中9个相关参数,避免了旋转参数的线性化。模型简单、计算简便,通过实验计算,精度较高。 展开更多
关键词 坐标系转换 转换模型 旋转矩阵 罗德里格矩阵
原文传递
车载三维数据采集系统的绝对标定及精度分析 被引量：31
11
作者 张卡 盛业华 +1 位作者 叶春 梁诚 《武汉大学学报（信息科学版）》 EI CSCD 北大核心 2008年第1期55-59,共5页
针对GPS/INS/CCD相机集成的车载三维数据采集系统,给出了系统精确的直接定位方程,并将罗德里格矩阵用到系统的绝对标定中,推导了定位方程中所需的相机坐标系和惯导载体坐标系之间的平移与旋转参数的求解公式。然后,根据误差传播定律,推... 针对GPS/INS/CCD相机集成的车载三维数据采集系统,给出了系统精确的直接定位方程,并将罗德里格矩阵用到系统的绝对标定中,推导了定位方程中所需的相机坐标系和惯导载体坐标系之间的平移与旋转参数的求解公式。然后,根据误差传播定律,推导了X、Y、Z三个方向上的坐标误差公式及点位误差公式。实验结果表明,本标定方法意义明确,计算过程简单,具有较高的标定精度,对实际应用具有重要的价值。 展开更多
关键词 GPS 惯性导航系统 车载三维数据采集系统 绝对标定 罗德里格矩阵 精度分析
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一种基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代坐标转换方法 被引量：27
12
作者 杨凡 李广云 +1 位作者 王力 于英 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2010年第9期80-84,共5页
本文结合罗德里格矩阵公式及其性质,在同等长度基准,即不考虑尺度因子的情况下,推导了基于罗德里格矩阵3参数的空间直角坐标转换模型、其线性化误差方程以及最小二乘迭代的严密公式。通过实测数据计算,不仅验证了该理论的可行性,还表明... 本文结合罗德里格矩阵公式及其性质,在同等长度基准,即不考虑尺度因子的情况下,推导了基于罗德里格矩阵3参数的空间直角坐标转换模型、其线性化误差方程以及最小二乘迭代的严密公式。通过实测数据计算,不仅验证了该理论的可行性,还表明该算法具有精度高、稳定性强、适用性广,以及很强的理论研究价值等优点。 展开更多
关键词 坐标转换 迭代法 线性化 罗德里格矩阵 最小二乘法
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利用罗德里格矩阵确定三维表面重建中的绝对定向模型 被引量：21
13
作者 张钧 柳健 刘小茂 《红外与激光工程》 EI CSCD 1998年第4期30-32,61,共4页
由于传统的绝对定向模型参数需满足非线性约束条件，所以建立绝对定向模型的传统方法是一种非线性方法［１］，采用迭代技术，逐步求解，计算繁琐，不易实现。文中利用罗德里格矩阵形式，将传统的模型参数转换为一组新的模型参数，提出... 由于传统的绝对定向模型参数需满足非线性约束条件，所以建立绝对定向模型的传统方法是一种非线性方法［１］，采用迭代技术，逐步求解，计算繁琐，不易实现。文中利用罗德里格矩阵形式，将传统的模型参数转换为一组新的模型参数，提出了一种求解这组新的绝对定向模型参数的方法，通过这种方法可得到模型参数的最小均方估计。这组新的绝对定向模型参数摆脱了非线性约束，因此文中提出的建立绝对定向模型的方法是一种纯线性化方法，不需迭代，可直接求解，计算简单，易于实现。 展开更多
关键词 三维表面重建 绝对定向模型 罗德里格矩阵
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激光跟踪仪与机器人坐标系转换方法研究 被引量：21
14
作者 向民志 范百兴 +1 位作者 李祥云 隆昌宇 《航空制造技术》 2018年第1期98-101,共4页
为了快速准确求解激光跟踪仪与机器人坐标系转换参数,提出了一种基于工具标定与公共点转换相结合的坐标转换方法。首先,将靶球固定在机器人末端工具上,控制机器人示教6个不同位置,并同时用激光跟踪仪测量球心坐标;然后,采用基于距离约... 为了快速准确求解激光跟踪仪与机器人坐标系转换参数,提出了一种基于工具标定与公共点转换相结合的坐标转换方法。首先,将靶球固定在机器人末端工具上,控制机器人示教6个不同位置,并同时用激光跟踪仪测量球心坐标;然后,采用基于距离约束的方法计算靶球在机器人基坐标系中的位置;最后,采用基于罗德里格矩阵的最小二乘迭代法进行坐标转换。试验表明:该方法操作简单,能够避免拟合误差的影响,提高坐标转换精度。 展开更多
关键词 激光跟踪仪 机器人坐标系 罗德里格矩阵 坐标转换 定位误差
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基于罗德里格矩阵的车载激光点云与全景影像配准研究 被引量：19
15
作者 陈为民 聂倩 林昀 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2013年第11期21-24,共4页
提出一种基于罗德里格矩阵的车载激光点云与全景影像的配准算法,该方法利用车载GPS/IMU获取全景影像投影中心的初始位置,并采用共线条件方程描述全景投影中心、全景影像像点和同名激光点云间的几何关系,最后基于罗德里格矩阵变化法实现... 提出一种基于罗德里格矩阵的车载激光点云与全景影像的配准算法,该方法利用车载GPS/IMU获取全景影像投影中心的初始位置,并采用共线条件方程描述全景投影中心、全景影像像点和同名激光点云间的几何关系,最后基于罗德里格矩阵变化法实现配准参数的解算。试验结果表明,本文提出的车载点云与全景影像的配准方法计算简单,且具有较高的配准精度。 展开更多
关键词 车载三维激光扫描系统 全景影像 配准 罗德里格矩阵
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两种大转角空间坐标转换模型研究 被引量：19
16
作者 潘国荣 汪大超 周跃寅 《山东科技大学学报（自然科学版）》 CAS 2015年第1期61-67,共7页
空间大转角的坐标转换,可以采用由适用于小角度转换的布尔莎模型改进的七参数模型,也可以采用罗德里格矩阵转换法来实现。本研究针对两种方法的原理和适用条件,通过模拟实验和在地铁盾构工程实例中对两种坐标转换模型的解算过程和结果... 空间大转角的坐标转换,可以采用由适用于小角度转换的布尔莎模型改进的七参数模型,也可以采用罗德里格矩阵转换法来实现。本研究针对两种方法的原理和适用条件,通过模拟实验和在地铁盾构工程实例中对两种坐标转换模型的解算过程和结果进行分析和比较,得出以下结论:在大旋转角情况下,罗德里格矩阵转换模型作为非迭代模型算法简明,不受旋转角度的限制,易于快速实现,适用于常规精度要求的工程应用;改进的七参数迭代模型,算法严密,精度更高,实现大旋转角坐标转换的过程复杂,适用于高精度要求的研究应用。 展开更多
关键词 罗德里格矩阵 坐标转换 七参数模型 大旋转角 盾构自动引导系统
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基于罗德里格矩阵的空间坐标转换 被引量：19
17
作者 韩梦泽 李克昭 《测绘工程》 CSCD 2016年第4期25-27,共3页
三维坐标转换一直是测量领域的一个重要内容。针对现有算法普遍存在的不适用大旋角转换、计算繁杂等缺点,从旋转矩阵的表达方式入手,提出了一种基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法。算例分析表明,文中方法无需线性化,计算简便,且能适... 三维坐标转换一直是测量领域的一个重要内容。针对现有算法普遍存在的不适用大旋角转换、计算繁杂等缺点,从旋转矩阵的表达方式入手,提出了一种基于罗德里格矩阵的三维坐标转换方法。算例分析表明,文中方法无需线性化,计算简便,且能适用大旋角转换。 展开更多
关键词 坐标转换 旋转参数 罗德里格矩阵
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车载三维激光扫描系统的外参数标定研究 被引量：18
18
作者 聂倩 陈为民 陈长军 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2013年第11期74-77,共4页
建立了车载三维激光扫描系统的严密定位模型,并推导出激光扫描仪坐标系和惯导载体坐标系间的平移与旋转参数求解公式。试验结果表明,本标定方法具有较高的标定精度,对城市测绘具有重要的应用价值。
关键词 车载三维激光扫描系统 外参数 标定 罗德里格矩阵
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大欧拉角的空间直角坐标转换方法探讨 被引量：16
19
作者 胡亚江 杨晓梅 沙月进 《现代测绘》 2006年第6期10-12,共3页
首先指出建立使用大旋转角的空间直角坐标转换模型的必要性,接着推导出以罗德里格矩阵为旋转矩阵的大欧拉角空间直角坐标转换的数学模型,然后以布尔沙模型为例、以Visual C#．NET 2003编制了计算软件。该算法具有性能稳定、计算收敛速... 首先指出建立使用大旋转角的空间直角坐标转换模型的必要性,接着推导出以罗德里格矩阵为旋转矩阵的大欧拉角空间直角坐标转换的数学模型,然后以布尔沙模型为例、以Visual C#．NET 2003编制了计算软件。该算法具有性能稳定、计算收敛速度快、精确度高、转换参数初始值可以为任意值的优点。 展开更多
关键词 转换参数 布尔沙模型 罗德里格矩阵 大欧拉角 间接平差
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基于罗德里格矩阵的平面坐标转换模型的建立 被引量：14
20
作者 姚吉利 王艳 《金属矿山》 CAS 北大核心 2005年第11期40-42,共3页
在平面坐标转换中，包含4个原始转换因子(参数)，即2个平移因子、1个旋转因子和1个尺度因子。传统转换方法存在计算复杂，误差传递给转换参数的问题，对此，利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质，把传统旋转角参数用反对称矩阵的一个独... 在平面坐标转换中，包含4个原始转换因子(参数)，即2个平移因子、1个旋转因子和1个尺度因子。传统转换方法存在计算复杂，误差传递给转换参数的问题，对此，利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质，把传统旋转角参数用反对称矩阵的一个独立元素代替，推导了用两个公共点计算4个参数的公式，并建立了相应的平差模型。用两井定向算例计算表明，该方法不用三角函数，只用加减乘除，所以计算简单，速度快。 展开更多
关键词 平面坐标转换 反对因子 罗德里格矩阵 两井定向 坐标转换模型 格矩阵 平面 德里 反对称矩阵 旋转因子 计算表 转换因子 平移因子
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