CN109115150B - 一种基于车体的数据处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于车体的数据处理方法和装置，该方法包括：获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；将当前全站仪坐标系下的第一坐标数据分别转换到参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个参考点能够在每个全站仪坐标系下被观测到；将各个第二坐标数据分别转换到车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，车体坐标系的x轴正向为车长方向，车体坐标系的y轴正向为车宽方向，车体坐标系的z轴正向为车高方向。本方案能够得到待测点真实的三维坐标数据，提高对车体总成测量的准确性。

Description

一种基于车体的数据处理方法和装置

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种基于车体的数据处理方法和装置。

背景技术

高速列车的出现为用户出行带来极大便利。在高速列车的生产过程中，车体总成的尺寸检测是极为重要的一个环节。

目前，主要是利用全站仪对车体总成进行检测。具体的，通过输入全站仪固定点的坐标、全站仪当前的高度以及靶标棱镜的高度后，对准车体总成上待测点的靶标，即可得到该待测点在当前的全站仪坐标系下的三维坐标数据。

可见，通过现有技术只能得到每个待测点在相应全站仪坐标系下的三维坐标数据，并不能得到待测点真实的三维坐标数据，从而导致测量到的车体总成的信息并不准确。

发明内容

本发明提供一种基于车体的数据处理方法和装置，能够得到待测点真实的三维坐标数据，提高对车体总成测量的准确性。

一方面，本发明提供一种基于车体的数据处理方法，包括：

获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；

针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到；

将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向。

进一步地，当所述参考点的个数为两个，且两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔时；

在所述将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据之前，包括：

获取每个所述参考点分别在每个所述全站仪坐标系下的第四坐标数据；

所述将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，包括：

根据两个所述参考点分别在所述当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据；

根据两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将所述当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据转换到所述参考点坐标系，得到与所述第一坐标数据分别对应的所述第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系以两个所述靶标挂孔的中点为原点。

进一步地，所述将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，包括：

根据各个所述第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据；

根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个所述第二坐标数据分别转换到所述车体坐标系，得到与所述第二坐标数据分别对应的第三坐标数据。

进一步地，在所述将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据之后，进一步包括：

根据所述第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角；

根据所述俯仰角、所述偏航角和所述横滚角，对所述车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系；

将各个所述第三坐标数据分别转换到所述更正后的车体坐标系中，得到与每一个所述第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

进一步地，所述俯仰角为α＝arctan|(z_a-z_b)/(x_a-x_b)|，其中，z_a为一个第三坐标数据的z轴值；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值；x_a为所述一个第三坐标数据的x轴值；x_b为所述另一个第三坐标数据的x轴值；

所述偏航角为β＝arctan|(y_c-y_d)/(x_c-x_d)|，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值；x_c为所述又一个第三坐标数据的x轴值；x_d为所述其他一个第三坐标数据的x轴值；

所述横滚角为γ＝arctan|(h₁-h₂)/e|，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

另一方面，本发明提供了一种基于车体的数据处理装置，包括：第一获取单元、第一转换单元和第二转换单元，其中，

所述第一获取单元，用于获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；

所述第一转换单元，用于针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到；

所述第二转换单元，用于将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向。

进一步地，当所述参考点的个数为两个，且两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔时；

所述装置，还包括：

第二获取单元，用于在所述第一转换单元将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据之前，获取每个所述参考点分别在每个所述全站仪坐标系下的第四坐标数据；

所述第一转换单元，包括：

第一确定模块，用于根据两个所述参考点分别在所述当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据；

第一转换模块，用于根据两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将所述当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据转换到所述参考点坐标系，得到与所述第一坐标数据分别对应的所述第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系以两个所述靶标挂孔的中点为原点。

进一步地，所述第二转换单元，包括：

第二确定模块，用于根据各个所述第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据；

第二转换模块，用于根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个所述第二坐标数据分别转换到所述车体坐标系，得到与所述第二坐标数据分别对应的第三坐标数据。

进一步地，所述装置，还包括：

确定单元，用于在所述第二转换单元将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据之后，根据所述第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角；

更正单元，用于根据所述俯仰角、所述偏航角和所述横滚角，对所述车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系；

第三转换单元，用于将各个所述第三坐标数据分别转换到所述更正后的车体坐标系中，得到与每一个所述第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

进一步地，所述俯仰角为α＝arctan|(z_a-z_b)/(x_a-x_b)|，其中，z_a为一个第三坐标数据的z轴值；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值；x_a为所述一个第三坐标数据的x轴值；x_b为所述另一个第三坐标数据的x轴值；

所述偏航角为β＝arctan|(y_c-y_d)/(x_c-x_d)|，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值；x_c为所述又一个第三坐标数据的x轴值；x_d为所述其他一个第三坐标数据的x轴值；

所述横滚角为Y＝arctan|(h₁-h₂)/e|，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

本发明提供了一种基于车体的数据处理方法和装置，通过预先设置参考点坐标系和车体坐标系，其中，参考点坐标系根据至少一个参考点确定，针对每个参考点应保证，全站仪在转站的过程中都能观测到每个参考点，车体坐标系是以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，车体坐标系的x轴的正向为车长方向、y轴的正向为车宽方向和z轴的正向为车高方向，当全站仪在经过几次转站测量到所有待测点在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据之后，获取每个待测点的第一坐标数据，然后由于车体坐标系的原点无法被全站仪在每次转站的过程中都观测到，那么首先将各个第一坐标数据转换至参考点坐标系下，得到与每一个第一坐标数据对应的第二坐标数据，接下来再将各个第二坐标数据转换至车体坐标系下，最终得到每一个待测点在车体坐标系下的第三坐标数据，从而获得了每个待测点真实的三维坐标数据，提高了对车体总成测量的准确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明实施例一提供的基于车体的数据处理方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的基于车体的数据处理方法的流程图；

图3为本发明实施例三提供的基于车体的数据处理装置的结构示意图；

图4为本发明实施例四提供的基于车体的数据处理装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本发明实施例一提供的基于车体的数据处理方法的流程图，如图1所示，该方法包括：

步骤101：获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据。

在本实施例中，待测的车体总成共包括有多个待测点，利用全站仪可以对待测点进行测量，但是由于可视范围的限制，全站仪需要通过转站来完成对所有待测点的测量，也即全站仪需要更换不同的位置来测量某些待测点，全站仪每一次转站都会有一个全站仪坐标系与之对应，这样在观测时就会得到各个待测点分别在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据，因此为得到待测点真实的三维坐标数据，可首先从全站仪中导出所有待测点在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据。

步骤102：针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到。

在本实施例中，以当前全站仪坐标系为例，若需要将当前全站仪坐标系下的各个第一坐标数据均转换至参考点坐标系中，那么首要条件应知晓参考点坐标系的原点的位置信息，从而能够确定出两个坐标系的位置关系，然后利用平移、旋转等操作实现当前全站仪坐标系与参考点坐标系的融合，并将当前全站仪坐标系下的各个第一坐标数据转换至参考点坐标系中，如先进行平移后进行旋转来实现当前全站仪坐标系与参考点坐标系的融合，或者是先旋转后平移来实现当前全站仪坐标系与参考点坐标系的融合。参考点坐标系的原点是根据至少一个参考点确定的，为了能够实现各个全站仪坐标系下的各个第一坐标数据转换至参考点坐标系中，则在每一次转站的过程中，都能够观测到这至少一个参考点，例如，车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔可以作为参考点。参考点坐标系的x轴的正向为车长方向、y轴的正向为车宽方向和z轴的正向为车高方向。

步骤103：将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向。

在本实施例中，车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，由于可视范围的限制，存在全站仪某几次转站过程中无法观测到车体二位端两个转向架中心孔的情况，因此需要先将各个第一坐标数据转换至参考点坐标系中，之后由于参考点坐标系各轴方向与车体坐标系各轴方向一致，只有原点位置不同，那么可通过平移实现参考点坐标系和车体坐标系的融合，从而实现将各个第二坐标数据转换至车体坐标系下，得到每个待测点真实的三维坐标数据，也即第三坐标数据。

本发明实施例提供了一种基于车体的数据处理方法，通过预先设置参考点坐标系和车体坐标系，其中，参考点坐标系根据至少一个参考点确定，针对每个参考点应保证，全站仪在转站的过程中都能观测到每个参考点，车体坐标系是以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，车体坐标系的x轴的正向为车长方向、y轴的正向为车宽方向和z轴的正向为车高方向，当全站仪在经过几次转站测量到所有待测点在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据之后，获取每个待测点的第一坐标数据，然后由于车体坐标系的原点无法被全站仪在每次转站的过程中都观测到，那么首先将各个第一坐标数据转换至参考点坐标系下，得到与每一个第一坐标数据对应的第二坐标数据，接下来再将各个第二坐标数据转换至车体坐标系下，最终得到每一个待测点在车体坐标系下的第三坐标数据，从而获得了每个待测点真实的三维坐标数据，提高了对车体总成测量的准确性。

图2为本发明实施例二提供的基于车体的数据处理方法的流程图，如图2所示，该方法可以包括：

步骤201：获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据。

例如，待测的车体总成共包括10个待测点，其中，由于可视范围的限制，在位置1利用全站仪只能观测到3个待测点，在位置2利用全站仪只能观测到另外3个待测点，在位置3利用全站仪只能观测到剩余的4个点，这样，根据现有技术中全站仪的测量原理，将得到每个待测点在相应位置下，也即相对应的全站仪坐标系下的第一坐标数据。

本实施例中，可以从全站仪中导出10个待测点分别在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据。

步骤202：获取两个参考点分别在每个全站仪坐标系下的第四坐标数据，其中，两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔。

本发明实施例只是以两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔为例，但并不局限于此，可根据实际需求进行选择，但应保证所选择的参考点应该能够被全站仪在上述提到的三个位置处观测到，在全站仪转站的过程中，每次转站都测量这两个参考点分别在当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，这样，就会得到两个参考点分别在三个位置下的第四坐标数据。

步骤203：针对每个全站仪坐标系，根据两个参考点分别在当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个靶标挂孔的中点的第五坐标数据。

两个靶标挂孔的中点的第五坐标数据可根据现有技术求得。

步骤204：根据两个靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将当前全站仪坐标系下的各个第一坐标数据转换到参考点坐标系，得到与第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，参考点坐标系以两个靶标挂孔的中点为原点。

在对车体总成测量时，直接测量两个靶标挂孔的中点不太方便，因此可先测量两个靶标挂孔在每个全站仪坐标系下的第四坐标数据。

本发明实施例中，参考点坐标系x轴的正向为车长方向，参考点坐标系的y轴的正向为车宽方向，参考点坐标系的z轴的正向为车高方向。

在将当前全站仪坐标系下的各个第一坐标数据转换到参考点坐标系时，可先进行平移后进行旋转，也可先旋转后进行平移。本发明实施例以先进行平移后进行旋转为例，对转换的过程进行详细说明，假设g^B为待测点g在参考点坐标系B中的第二坐标数据，是待求量，g^A为待测点g在全站仪坐标系A中的第一坐标数据，是已知量，

为全站仪坐标系A的原点在参考点坐标系B中的坐标数据，可作为已知量，(因为知晓参考点坐标系B的原点在全站仪坐标系A中的坐标数据，也即上述求得的第五坐标数据，因此可根据现有技术求出全站仪坐标系A的原点在参考点坐标系B中的坐标数据)，那么首先进行平移，假设待测点g平移后的坐标数据为W，则

之后再在W的基础上进行旋转，其中，假设

为全站仪坐标系A至参考点坐标系B的旋转矩阵，则

其中，

θ为全站仪坐标系A至参考点坐标系B的旋转角度，旋转角度θ可根据现有技术和两个坐标系的原点位置等求得。

针对其它的全站仪坐标系，如全站仪坐标系C，也利用如上相同的原理，将相对应的各个待测点的第一坐标数据转换至参考点坐标系。

步骤205：根据各个第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据。

预先可选取两个能够通过计算得到车体二位端两个转向架中心孔的中点(由于该中点无法被全站仪在各个位置观测到)的坐标数据的待测点，这样，根据这两个待测点在转换至参考点坐标系中的第二坐标数据，即可得到所求点的第六坐标数据。

步骤206：根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个第二坐标数据分别转换到车体坐标系，得到与第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，车体坐标系的x轴的正向为车长方向，车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，车体坐标系的z轴的正向为车高方向。

由于参考点坐标系的各轴方向与车体坐标系的各轴方向相同，只有坐标原点不同，因此只需进行平移，g^B为待测点g在参考点坐标系B中的第二坐标数据，是已知量，假设g^D为待测点g在车体坐标系D中的第三坐标数据，是待求量，

为参考点坐标系B的原点在车体坐标系D中的坐标数据，可作为已知量，(因为知晓车体坐标系D的原点在参考点坐标系B中的坐标数据，也即上述求得的第六坐标数据，因此可根据现有技术求出参考点坐标系B的原点在车体坐标系D中的坐标数据)，则

步骤207：根据第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角。

在确定俯仰角时，车体总成前后对角线上放置两个靶标挂孔，在转换至车体坐标系后，可根据这两个靶标挂孔在车体坐标系下的第三坐标数据，确定出α＝arctan|(z_a-z_b)/(x_a-x_b)|，其中，z_a为一个第三坐标数据的z轴值(一个靶标挂孔在车体坐标系下的z轴值)；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值(另一个靶标挂孔在车体坐标系下的z轴值)；x_a为一个第三坐标数据的x轴值(一个靶标挂孔在车体坐标系下的x轴值)；x_b为另一个第三坐标数据的x轴值(另一个靶标挂孔在车体坐标系下的x轴值)，由此计算出俯仰角。

在确定偏航角时，在车体车长方向前后两端分别有两个转向架中心孔，前端两个孔的中心点记为U，后端两个孔的中心点记为V，使用全站仪对四个孔的点进行测量，即可得到UV两个点的坐标，根据UV两点的Y轴的数值之差来确定出β＝arctan|(y_c-y_d)/(x_c-x_d)|，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值(U点在车体坐标系下的y轴值)；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值(V点在车体坐标系下的y轴值)；x_c为又一个第三坐标数据的x轴值(U点在车体坐标系下的x轴值)；x_d为其他一个第三坐标数据的x轴值(V点在车体坐标系下的x轴值)。

在确定横滚角时，在车体两侧各有两个支撑平台，支撑平台显示了车体两侧的高度，可确定出横滚角为γ＝arctan|(h₁-h₂)/e|，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

步骤208：根据俯仰角、偏航角和横滚角，对车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系，将各个第三坐标数据分别转换到更正后的车体坐标系中，得到与每一个第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

本发明实施例中，可先对车体坐标系绕y轴旋转α，之后再绕z轴旋转β，最终绕x轴旋转γ，得到最终更正后的车体坐标系，先后调整顺序可自行设定，本发明实施例只是给出一种实现方式，但并不局限于此。

假设g^D为待测点g在车体坐标系D中的第三坐标数据，为已知量，E1为首先经过俯仰调整后的车体坐标系，g^E1为待测点g在首先经过俯仰调整后的车体坐标系E1中的坐标数据，为待求量，

为车体坐标系D至E1的旋转矩阵，则

其中，

在上述基础上，假设E2为经过俯仰和偏航调整后的车体坐标系，g^E2为待测点g在E2中的坐标数据，为待求量，

为E1至E2的旋转矩阵，则

其中，

在上述基础上，假设E为经过俯仰、偏航及横滚调整后的最终的车体坐标系，g^E为待测点g在E中的第七坐标数据，为待求量，

为E2至E的旋转矩阵，则

其中，

通过上述过程，最终得到待测点g在更正后的车体坐标系E中的第七坐标数据。

本发明实施例通过将车体车长方向前后两端中心线的两个靶标挂孔作为参考点，由于选取的参考点的数量较少，且能够保证全站仪每一次转站都能够观测到，从而可以缩短针对车体总成测量的全过程。另外，考虑到车体总成在实际的摆放过程中还可能存在倾斜等情形，那么在得到各个待测点在车体坐标系下的第三坐标数据之后，通过确定出俯仰角、偏航角和横滚角，来对车体坐标系进行实际更正，得到最符合车体总成实际摆放的车体坐标系，然后再将各个第三坐标数据转换至更正后的车体坐标系中，得到各个待测点在更正后的车体坐标系中的第七坐标数据，也即真实的三维坐标数据，进一步提高了针对车体总成测量的准确性。

图3为本发明实施例三提供的基于车体的数据处理装置的结构示意图，包括：第一获取单元301、第一转换单元302和第二转换单元303，其中，

所述第一获取单元301，用于获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；

所述第一转换单元302，用于针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到；

所述第二转换单元303，用于将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向。

在本实施例中，本实施例的基于车体的数据处理装置可执行本发明实施例一提供的基于车体的数据处理方法，其实现原理相类似，此处不再赘述。

本发明实施例通过预先设置参考点坐标系和车体坐标系，其中，参考点坐标系根据至少一个参考点确定，针对每个参考点应保证，全站仪在转站的过程中都能观测到每个参考点，车体坐标系是以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，车体坐标系的x轴的正向为车长方向、y轴的正向为车宽方向和z轴的正向为车高方向，当全站仪在经过几次转站测量到所有待测点在相应全站仪坐标系下的第一坐标数据之后，获取每个待测点的第一坐标数据，然后由于车体坐标系的原点无法被全站仪在每次转站的过程中都观测到，那么首先将各个第一坐标数据转换至参考点坐标系下，得到与每一个第一坐标数据对应的第二坐标数据，接下来再将各个第二坐标数据转换至车体坐标系下，最终得到每一个待测点在车体坐标系下的第三坐标数据，从而获得了每个待测点真实的三维坐标数据，提高了对车体总成测量的准确性。

图4为本发明实施例四提供的基于车体的数据处理装置的结构示意图，在实施例三的基础上，如图4所示，当所述参考点的个数为两个，且两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔时；

所述装置，还包括：

第二获取单元402，用于在所述第一转换单元403将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据之前，获取每个所述参考点分别在每个所述全站仪坐标系下的第四坐标数据；

所述第一转换单元403，包括：

第一确定模块4031，用于根据两个所述参考点分别在所述当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据；

第一转换模块4032，用于根据两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将所述第一获取模块401获取到的所述当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据转换到所述参考点坐标系，得到与所述第一坐标数据分别对应的所述第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系以两个所述靶标挂孔的中点为原点。

所述第二转换单元404，包括：

第二确定模块4041，用于根据各个所述第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据；

第二转换模块4042，用于根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个所述第二坐标数据分别转换到所述车体坐标系，得到与所述第二坐标数据分别对应的第三坐标数据。

所述装置，还包括：

确定单元405，用于在所述第二转换单元404将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据之后，根据所述第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角；

更正单元406，用于根据所述俯仰角、所述偏航角和所述横滚角，对所述车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系；

第三转换单元407，用于将各个所述第三坐标数据分别转换到所述更正后的车体坐标系中，得到与每一个所述第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

进一步的，所述俯仰角为α＝arctan|(z_a-z_b)/(x_a-x_b)|，其中，z_a为一个第三坐标数据的轴值；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值；x_a为所述一个第三坐标数据的x轴值；x_b为所述另一个第三坐标数据的x轴值；

所述偏航角为β＝arctan|(y_c-y_d)/(x_c-x_d)|，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值；x_c为所述又一个第三坐标数据的x轴值；x_d为所述其他一个第三坐标数据的x轴值；

所述横滚角为γ＝arctan|(h₁-h₂)/e|，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

在本实施例中，本实施例的基于车体的数据处理装置可执行本发明实施例二提供的基于车体的数据处理方法，其实现原理相类似，此处不再赘述。

本发明实施例通过将车体车长方向前后两端中心线的两个靶标挂孔作为参考点，由于选取的参考点的数量较少，且能够保证全站仪每一次转站都能够观测到，从而可以缩短针对车体总成测量的全过程。另外，考虑到车体总成在实际的摆放过程中还可能存在倾斜等情形，那么在得到各个待测点在车体坐标系下的第三坐标数据之后，通过确定出俯仰角、偏航角和横滚角，来对车体坐标系进行实际更正，得到最符合车体总成实际摆放的车体坐标系，然后再将各个第三坐标数据转换至更正后的车体坐标系中，得到各个待测点在更正后的车体坐标系中的第七坐标数据，也即真实的三维坐标数据，进一步提高了针对车体总成测量的准确性。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本发明旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求书指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求书来限制。

Claims (8)

1.一种基于车体的数据处理方法，其特征在于，包括：

获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；

针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到；

将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向；

所述将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，包括：

根据各个所述第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据；

根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个所述第二坐标数据分别转换到所述车体坐标系，得到与所述第二坐标数据分别对应的第三坐标数据。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述参考点的个数为两个，且两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔时；

在所述将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据之前，还包括：

获取每个所述参考点分别在每个所述全站仪坐标系下的第四坐标数据；

所述将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，包括：

根据两个所述参考点分别在所述当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据；

根据两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将所述当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据转换到所述参考点坐标系，得到与所述第一坐标数据分别对应的所述第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系以两个所述靶标挂孔的中点为原点。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据之后，还包括：

根据所述第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角；

根据所述俯仰角、所述偏航角和所述横滚角，对所述车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系；

将各个所述第三坐标数据分别转换到所述更正后的车体坐标系中，得到与每一个所述第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述俯仰角为α＝arctan︱(z_a-z_b)/(x_a-x_b)︱，其中，z_a为一个第三坐标数据的z轴值；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值；x_a为所述一个第三坐标数据的x轴值；x_b为所述另一个第三坐标数据的x轴值；

所述偏航角为β＝arctan︱(y_c-y_d)/(x_c-x_d)︱，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值；x_c为所述又一个第三坐标数据的x轴值；x_d为所述其他一个第三坐标数据的x轴值；

所述横滚角为γ＝arctan︱(h₁-h₂)/e︱，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

5.一种基于车体的数据处理装置，其特征在于，包括：第一获取单元、第一转换单元和第二转换单元，其中，

所述第一获取单元，用于获取每个待测点在相应全站仪坐标系的第一坐标数据；

所述第一转换单元，用于针对每个所述全站仪坐标系，将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系根据至少一个参考点确定，每个所述参考点能够在每个所述全站仪坐标系下被观测到；

所述第二转换单元，用于将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据，其中，所述车体坐标系以车体二位端两个转向架中心孔的中点为原点，所述车体坐标系的x轴的正向为车长方向，所述车体坐标系的y轴的正向为车宽方向，所述车体坐标系的z轴的正向为车高方向；

所述第二转换单元，包括：

第二确定模块，用于根据各个所述第二坐标数据中特定的两个第二坐标数据，确定车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据；

第二转换模块，用于根据车体二位端两个转向架中心孔的中点的第六坐标数据，将各个所述第二坐标数据分别转换到所述车体坐标系，得到与所述第二坐标数据分别对应的第三坐标数据。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，当所述参考点的个数为两个，且两个参考点为车体车长方向前后两端中心上的两个靶标挂孔时；

所述装置，还包括：

第二获取单元，用于在所述第一转换单元将当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据分别转换到预设参考点坐标系，得到与每一个第一坐标数据分别对应的第二坐标数据之前，获取每个所述参考点分别在每个所述全站仪坐标系下的第四坐标数据；

所述第一转换单元，包括：

第一确定模块，用于根据两个所述参考点分别在所述当前全站仪坐标系下的第四坐标数据，确定两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据；

第一转换模块，用于根据两个所述靶标挂孔的中点的第五坐标数据，将所述当前全站仪坐标系下的各个所述第一坐标数据转换到所述参考点坐标系，得到与所述第一坐标数据分别对应的所述第二坐标数据，其中，所述参考点坐标系以两个所述靶标挂孔的中点为原点。

7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述装置，还包括：

确定单元，用于在所述第二转换单元将各个所述第二坐标数据分别转换到预设车体坐标系，得到与每一个第二坐标数据分别对应的第三坐标数据之后，根据所述第三坐标数据确定俯仰角和偏航角，并根据车体的摆放位置信息，确定横滚角；

更正单元，用于根据所述俯仰角、所述偏航角和所述横滚角，对所述车体坐标系进行更正，得到更正后的车体坐标系；

第三转换单元，用于将各个所述第三坐标数据分别转换到所述更正后的车体坐标系中，得到与每一个所述第三坐标数据分别对应的第七坐标数据。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述俯仰角为α＝arctan︱(z_a-z_b)/(x_a-x_b)︱，其中，z_a为一个第三坐标数据的z轴值；z_b为另一个第三坐标数据的z轴值；x_a为所述一个第三坐标数据的x轴值；x_b为所述另一个第三坐标数据的x轴值；

所述偏航角为β＝arctan︱(y_c-y_d)/(x_c-x_d)︱，其中，y_c为又一个第三坐标数据的y轴值；y_d为其他一个第三坐标数据的y轴值；x_c为所述又一个第三坐标数据的x轴值；x_d为所述其他一个第三坐标数据的x轴值；

所述横滚角为γ＝arctan︱(h₁-h₂)/e︱，其中，h₁为承载车体一端的第一承载体的高度值，h₂为承载车体另一端的第二承载体的高度值，e为车体的车宽。

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