CN101517358A - 使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法 - Google Patents

使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101517358A
CN101517358A CNA2007800358950A CN200780035895A CN101517358A CN 101517358 A CN101517358 A CN 101517358A CN A2007800358950 A CNA2007800358950 A CN A2007800358950A CN 200780035895 A CN200780035895 A CN 200780035895A CN 101517358 A CN101517358 A CN 101517358A
Authority
CN
China
Prior art keywords
scale
linear encoder
vector
vector chi
chi
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2007800358950A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101517358B (zh
Inventor
宋世焕
郑圣烨
金圣汉
朴镇亨
朴永俊
金在勋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Heavy Industries Co Ltd
Original Assignee
Samsung Heavy Industries Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Heavy Industries Co Ltd filed Critical Samsung Heavy Industries Co Ltd
Publication of CN101517358A publication Critical patent/CN101517358A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101517358B publication Critical patent/CN101517358B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S19/00—Satellite radio beacon positioning systems; Determining position, velocity or attitude using signals transmitted by such systems
    • G01S19/01—Satellite radio beacon positioning systems transmitting time-stamped messages, e.g. GPS [Global Positioning System], GLONASS [Global Orbiting Navigation Satellite System] or GALILEO

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Position Fixing By Use Of Radio Waves (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

一种使用室内全球定位系统的三维测量系统包括：上面带有线性标度的重新标度尺；用于测量绝对长度的线性编码器，所述线性编码器在所述绝对长度之内在所述重新标度尺上移动；辐射扇形射束的多个光学发射器；和一端被安装到所述线性编码器上的矢量尺，所述矢量尺具有接收器以探测从所述光学发射器辐射的扇形射束，所述矢量尺通过使用所述接收器获得所述矢量尺移动的两点之间的坐标，并且由所述坐标测得相对长度。所述绝对长度与所述相对长度之间的比率被用于重新标度将要测量的两个位置之间的实际距离。

Description

使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法
技术领域
本发明涉及一种使用IGPS(室内全球定位系统)的三维测量系统，并且更具体地涉及一种通过消除两个位置之间距离测量误差来获得精确的距离测量的系统和方法。
背景技术
图1显示了一种使用IGPS的先前技术的三维测量系统的配置图。参看图1，使用IGPS的三维测量系统包括标度尺10、矢量尺20、多个光学发射器30a和30b、以及接收器40。
接收器40被安装到矢量尺20上，矢量尺20的一端是尖锐的，以便在测量过程中垂直接触标度尺10。接收器40接收来自至少三个光学发射器30a和30b辐射的电波和激光束。这时，通过在两个已知位置之间移动接收器40进行测量。在这个三维测量系统中，位置的测量坐标被转换成两个位置之间的距离，因此测量出这两个位置之间的距离。
在上述的使用IGPS的三维测量系统中，当矢量尺20在标度尺10上指示一点时，工作人员需要用他/她的手直接指示这个点。但是，对于工作人员很难精确地指示这个点。因此，这点的测量值可能每次进行测量时都有变化。另外，这个问题引起的误差会导致累计误差，因此，当测量两点之间的距离时，测量的距离可能会大于实际距离。
发明内容
为了解决上述难题提出了本发明。本发明的目的在于提供一种通过消除两个位置之间距离测量误差来获得两个位置之间精确距离的系统和方法。
根据本发明的一方面，提供了一种使用室内全球定位系统的三维测量系统，包括：上面带有线性标度的重新标度尺；用于测量绝对长度的线性编码器，所述线性编码器在所述绝对长度之内在所述重新标度尺上移动；辐射扇形射束的多个光学发射器；和一端被安装到所述线性编码器上的矢量尺，所述矢量尺具有接收器以探测从所述光学发射器辐射的扇形射束，所述矢量尺通过使用所述接收器获得所述矢量尺移动的两点之间的坐标，并且由所述坐标测得相对长度。所述绝对长度与所述相对长度之间的比率被用于重新标度将要测量的两个位置之间的实际距离。
根据本发明的另一方面，提供一种用于使用IGPS的三维测量系统的重新标度方法，所述重新标度方法包括：测量矢量尺在具有线性标度的重新标度尺上移动的两点之间的相对长度，所述矢量尺被固定到线性编码器上，所述线性编码器在所述重新标度尺上被移动；测量其上固定有所述矢量尺的所述线性编码器在所述重新标度尺上移动的两点之间的绝对长度；计算所述相对长度与所述绝对长度之间的比率；以及使用所述比率重新标度将要测量的两个位置之间的实际距离。
根据本发明，即使对重新标度尺上由矢量尺指示的点反复进行测量，本方法与工作人员直接指出此点的现有技术方法相比更加精确。因此，即使测量比被测量距离长的位置之间的距离，也不可能有累积误差。
附图说明
图1是显示使用IGPS的现有技术的三维测量系统的配置图；
图2是显示根据本发明接收器接收由光学发射器生成的激光束的情况的方案视图；
图3是显示根据本发明使用IGPS的三维测量系统的配置图；和
图4是显示在根据本发明使用IGPS的三维测量系统中执行的重新标度方法的流程图。
具体实施方式
现在将参照附图详细描述本发明。
图2是显示根据本发明接收器接收由光学发射器生成的激光束的情况的方案视图。
大体上，GPS(全球定位系统)使用三个或更多的GPS卫星分辨和确认对应于GPS接收器位置的三维坐标。这个概念也可以应用到室内，这就是室内全球定位系统(IGPS)的代表。使用发射器作为GPS卫星和接收器作为GPS接收器，IGPS可以探测接收器的位置作为三维坐标。
参照图2，光学发射器100辐射两个旋转扇形射束120和130。旋转扇形射束120和130可以是激光扇形射束或者其他光学射束。接收器110接收到由光学发射器100辐射的扇形射束120和130，以获得到光学发射器100的相对位置或它的三维坐标。这时，由于扇形射束120和130相互偏移预定的角度，可以测出接收扇形射束120和130的接收器110的高度。
图3是显示根据本发明使用IGPS的三维测量系统的配置图。参照图3，本发明的使用IGPS的三维测量系统包括重新标度尺200、线性编码器300、矢量尺400、多个光学发射器500a和500b、和接收器600。
重新标度尺200上面有线性标度，通过线性标度可以知道重新标度尺200上两点之间的长度。线性编码器300可以在重新标度尺200上沿着重新标度尺200延伸的方向往复移动，因此可以高精度地测量出精确的长度。例如，线性编码器300的测量精度在0.01mm以内。另外，由于矢量尺400的下端被固定在线性编码器300上，当线性编码器300移动时，矢量尺400可以一起移动。
此外，光学发射器500a和500b辐射激光扇形射束。虽然图3中只显示了两个光学发射器500a和500b，但优选地是提供至少三个光学发射器。
可能是一个或多个的接收器600被安装在矢量尺400的上端，以探测光学发射器500a和500b辐射的激光扇形射束，从而产生与其当前位置对应的三维坐标。根据本发明，当矢量尺400在重新标度尺200上从一点移动到另一点时，接收器600产生与各个点对应的三维坐标，矢量尺400通过自身的计算将三维坐标转换成一维坐标，从而获得矢量尺在重新标度尺上移动的两点之间的相对长度。同时，也有可能获得被接合在矢量尺400上的线性编码器300在重新标度尺200上移动的两点之间的绝对长度。从而，通过使用相对长度与绝对长度之间的比率重新标度实际距离，可以精确地获得两点之间的实际距离。
图4是显示根据本发明在使用IGPS的三维测量系统中进行重新标度方法的流程图。将参考图4详述使用IGPS的重新标度方法。
首先，当矢量尺移动到相应位置时，产生了将要测量的两个位置的三维坐标；三维坐标随后被转换成一维坐标以计算两个位置之间的实际距离(S100)。
随后，线性编码器300在重新标度尺200上从一点移动到另一点，以通过固定在线性编码器300上且与其接合的矢量尺400上的接收器600测量这两点的三维坐标。然后，测量的三维坐标被转换成长度值，因此获得矢量尺400在重新标度尺200上移动的两点之间的相对长度。同时，通过线性编码器300测得线性编码器300在重新标度尺200上移动的两点之间的绝对长度(S200)。
接着，计算通过矢量尺400测得的重新标度尺200的相对长度与通过线性编码器300测得的重新标度尺200的绝对长度之间的比率(S300)。
计算的比率用于重新标度在S100中通过矢量尺测得的两位置之间的实际距离，这样就可以获得两位置之间的精确实际距离(S400)。
在这里，要注意在获得两个位置之间的实际距离中可能产生的误差取决于线性编码器300的测量精度。
现在通过以下实例将会详细描述使用IGPS的重新标度方法。在要测量在测量空间中的两个位置“a”与“b”之间的实际距离的情况下，假定通过矢量尺获得的两个位置“a”与“b”之间的实际距离是2200mm。在测量两位置“a”与“b”之间的实际距离之前使用重新标度尺预先进行重新标度程序。就是说要精确调整测量空间中的测量刻度，从而设置测量基准。如果通过在重新标度尺上移动安装到线性编码器上的矢量尺获得的相对长度是1000mm，且通过线性编码器获得的绝对长度是1100mm，则测量误差等于100mm。因此，可以认为测量的距离比两个位置之间的实际距离多10％的比率。为了补偿使用重新标度程序产生的测量误差，这个10％的比率被应用到两位置“a”与“b”之间的实际距离上，即2200mm，所以，实际距离要被重新标度为2000mm。
尽管通过附图结合实施例描述了使用IGPS的三维测量系统与重新标度方法，但是应该注意实施例不是限制性的而是说明性的。对于本领域技术人员很明显可以在不脱离本发明的真正意图和范围的情况下作出各种修改和变体。

Claims (2)

1、一种使用室内全球定位系统的三维测量系统，包括：
上面带有线性标度的重新标度尺；
用于测量绝对长度的线性编码器，所述线性编码器在所述绝对长度之内在所述重新标度尺上移动；
辐射扇形射束的多个光学发射器；和
一端被安装到所述线性编码器上的矢量尺，所述矢量尺具有接收器以探测从所述光学发射器辐射的扇形射束，所述矢量尺通过使用所述接收器获得所述矢量尺移动的两点之间的坐标，并且由所述坐标测得相对长度；
其中，所述绝对长度与所述相对长度之间的比率被用于重新标度将要测量的两个位置之间的实际距离。
2、一种用于使用IGPS的三维测量系统的重新标度方法，所述重新标度方法包括：
测量矢量尺在具有线性标度的重新标度尺上移动的两点之间的相对长度，所述矢量尺被固定到线性编码器上，所述线性编码器在所述重新标度尺上被移动；
测量其上固定有所述矢量尺的所述线性编码器在所述重新标度尺上移动的两点之间的绝对长度；
计算所述相对长度与所述绝对长度之间的比率；以及
使用所述比率重新标度将要测量的两个位置之间的实际距离。
CN2007800358950A 2006-09-26 2007-09-21 使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法 Expired - Fee Related CN101517358B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020060093333 2006-09-26
KR10-2006-0093333 2006-09-26
KR1020060093333A KR100750897B1 (ko) 2006-09-26 2006-09-26 실내 위치측정시스템을 이용한 3차원 측정 시스템 및리스케일 방법
PCT/KR2007/004659 WO2008038969A1 (en) 2006-09-26 2007-09-21 Three-dimensional measurement system and rescaling method using indoor gps

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101517358A true CN101517358A (zh) 2009-08-26
CN101517358B CN101517358B (zh) 2011-01-26

Family

ID=38615001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2007800358950A Expired - Fee Related CN101517358B (zh) 2006-09-26 2007-09-21 使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7834983B2 (zh)
EP (1) EP2067004B1 (zh)
JP (1) JP5289317B2 (zh)
KR (1) KR100750897B1 (zh)
CN (1) CN101517358B (zh)
ES (1) ES2540262T3 (zh)
WO (1) WO2008038969A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616662A (zh) * 2013-11-07 2014-03-05 天津大学 一种用于角度交会测量的可顶装倒置发射基站
CN105783917A (zh) * 2014-12-18 2016-07-20 阿里巴巴集团控股有限公司 基于地磁的移动终端定位方法及其装置

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100896692B1 (ko) 2007-07-18 2009-05-14 삼성중공업 주식회사 인도어 지피에스 셋업을 위한 번들링 및 리스케일링 장치및 이를 이용한 인도어 지피에스 셋업 방법
KR100915042B1 (ko) * 2007-09-12 2009-09-02 삼성중공업 주식회사 공작물의 곡면 정합 방법
KR100907682B1 (ko) 2007-11-02 2009-07-14 삼성중공업 주식회사 곡부재 내부점 계측 지그
KR100920014B1 (ko) 2008-05-27 2009-10-05 삼성중공업 주식회사 3차원 측정용 셋업 바
KR100982300B1 (ko) 2008-06-23 2010-09-15 삼성중공업 주식회사 휴대용 장치를 이용한 실내위치측정시스템 및 실내위치측정방법
KR100924857B1 (ko) 2008-07-02 2009-11-02 삼성중공업 주식회사 실내위치측정시스템의 공통점 측정용 지그
KR101005900B1 (ko) 2008-12-16 2011-01-06 대우조선해양 주식회사 실내위치결정시스템을 이용한 이동식 좌표측정장치 및 그 측정방법
US8953670B1 (en) 2013-10-25 2015-02-10 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Digital power encoder for direct digital-RF transmitter
WO2016000179A1 (zh) 2014-06-30 2016-01-07 华为技术有限公司 室内定位的方法和装置
CN105203995B (zh) * 2015-09-08 2019-03-26 北京控制工程研究所 一种室内gps系统精度检测方法
US10849205B2 (en) 2015-10-14 2020-11-24 Current Lighting Solutions, Llc Luminaire having a beacon and a directional antenna
US11531106B2 (en) 2018-07-10 2022-12-20 Robert C. Newton Asset tracking system and method
JP2020020784A (ja) * 2018-07-20 2020-02-06 Ｊｆｅスチール株式会社 矩形物の寸法測定処理方法
CN109211186B (zh) * 2018-09-13 2021-03-02 国网福建省电力有限公司 一种非接触快速测定空间中两点距离的方法
CN109345633B (zh) * 2018-09-19 2022-12-23 北京机械设备研究所 一种面向增强现实装配的全景三维注册系统及方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5247487A (en) * 1991-06-17 1993-09-21 Spatial Positioning Systems, Inc. Spatial measurement recovery system
AT403066B (de) * 1991-07-12 1997-11-25 Plasser Bahnbaumasch Franz Verfahren zum ermitteln der abweichungen der ist-lage eines gleisabschnittes
EP0753816A1 (en) 1995-07-07 1997-01-15 Thomson Consumer Electronics, Inc. A method and apparatus for storing sensitive information securely in a relatively insecure storage medium
JPH0933634A (ja) * 1995-07-24 1997-02-07 Mitsui Constr Co Ltd Ｇｐｓ測量装置
US5932119A (en) * 1996-01-05 1999-08-03 Lazare Kaplan International, Inc. Laser marking system
KR970075838A (ko) * 1997-09-22 1997-12-10 피명국 휴대용 지도거리 측정기
US6181423B1 (en) * 1998-10-06 2001-01-30 Jorge Uriarte Linear encoder providing engagement by engraving
JP2002527729A (ja) * 1998-10-13 2002-08-27 アーク セコンド インコーポレーテッド 光送信機及び光送信方法
US6519029B1 (en) * 1999-03-22 2003-02-11 Arc Second, Inc. Low cost transmitter with calibration means for use in position measurement systems
US6501543B2 (en) * 2000-02-28 2002-12-31 Arc Second, Inc. Apparatus and method for determining position
US6545751B2 (en) * 2000-02-28 2003-04-08 Arc Second, Inc. Low cost 2D position measurement system and method
KR100381743B1 (ko) * 2000-05-06 2003-05-01 정용훈 실내 위치 측정장치 및 방법
US6909516B1 (en) * 2000-10-20 2005-06-21 Xerox Corporation Two dimensional surface motion sensing system using registration marks and linear array sensor
KR100501500B1 (ko) * 2001-12-12 2005-07-18 한영수 길이 측정용 발신기
JP2003227735A (ja) * 2002-01-31 2003-08-15 Olympus Optical Co Ltd 光学式エンコーダーおよびそのセンサーヘッド
JP2004069442A (ja) * 2002-08-06 2004-03-04 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 景観情報取得装置、景観情報取得方法、景観情報取得プログラムおよび記録媒体
JP3956856B2 (ja) * 2003-01-28 2007-08-08 松下電工株式会社 レーザ測距装置
EP1566658A1 (de) * 2004-02-19 2005-08-24 Leica Geosystems AG Handgehaltene Vorrichtung zum Messen von Distanzen

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103616662A (zh) * 2013-11-07 2014-03-05 天津大学 一种用于角度交会测量的可顶装倒置发射基站
CN105783917A (zh) * 2014-12-18 2016-07-20 阿里巴巴集团控股有限公司 基于地磁的移动终端定位方法及其装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2010505113A (ja) 2010-02-18
JP5289317B2 (ja) 2013-09-11
EP2067004A1 (en) 2009-06-10
ES2540262T3 (es) 2015-07-09
CN101517358B (zh) 2011-01-26
KR100750897B1 (ko) 2007-08-22
US20100020305A1 (en) 2010-01-28
US7834983B2 (en) 2010-11-16
EP2067004A4 (en) 2011-01-19
EP2067004B1 (en) 2015-05-13
WO2008038969A1 (en) 2008-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101517358B (zh) 使用室内全球定位系统的三维测量系统和重新标度方法
EP2999939B1 (en) System and method for measuring the volume of a tank
US7474256B2 (en) Position detecting system, and transmitting and receiving apparatuses for the position detecting system
US7298325B2 (en) Technique for accurate estimate of large antenna inertial two dimensional orientation using relative GPS spatial phase
CN102540141B (zh) 用于在工作空间中定位工具的系统
CN101464163B (zh) 全站仪校验用平台标准点的平直度检定方法
CN101010563A (zh) 组合激光系统和全球导航卫星系统
US20070052950A1 (en) Navigation system using both GPS and laser reference
EP2708969B1 (en) Construction machine control method and construction machine control system
CN103229019A (zh) 旋转激光器
CN103472439A (zh) 校准距离测量装置的方法和系统
US8817239B2 (en) Distance based position sensing
KR101494852B1 (ko) 오차요인 확인을 통한 정밀성 향상 수준측량시스템
ITMI20090315A1 (it) Apparato e metodo di misura di spostamenti spaziali di strutture impiantistiche
CN207675158U (zh) 一种基于光学测距的倾斜测量装置
CN113109791B (zh) 一种车载激光雷达标定结果评价系统及方法
KR102036080B1 (ko) 휴대형 위치 결정 장치 및 휴대형 위치 결정 장치 동작 방법
KR20120083706A (ko) 시공 중인 구조물의 수직 변위량 측정 장치 및 시공 중인 구조물의 기둥 축소량에 대한 보정값 산출 장치
KR101005900B1 (ko) 실내위치결정시스템을 이용한 이동식 좌표측정장치 및 그 측정방법
KR100982300B1 (ko) 휴대용 장치를 이용한 실내위치측정시스템 및 실내위치측정방법
CN107272027B (zh) 用于确定基于卫星的导航系统的精度的方法和系统
CN217007695U (zh) 一种基于k波段雷达信标的监测定位装置
KR101205977B1 (ko) 구조물의 이동량 측정 장치 및 방법
US20230288201A1 (en) Reference free calibration method for a point cloud measuring module combined with a geodetic single point measurement unit
JP2021181905A (ja) 位置計測システムおよび位置計測方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110126

Termination date: 20140921

EXPY Termination of patent right or utility model