一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法

潘国荣; 郭巍; 周跃寅

doi:10.13203/j.whugis20130768

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一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法

潘国荣, 郭巍, 周跃寅

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潘国荣, 郭巍, 周跃寅. 一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1339-1343. doi: 10.13203/j.whugis20130768

引用本文:

潘国荣, 郭巍, 周跃寅. 一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法[J]. 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2015, 40(10): 1339-1343. doi: 10.13203/j.whugis20130768

PAN Guorong, GUO Wei, ZHOU Yueyin. A Precise Measurement Fitting Algorithm Based on Priori Error Decomposition Weighting[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1339-1343. doi: 10.13203/j.whugis20130768

Citation:

PAN Guorong, GUO Wei, ZHOU Yueyin. A Precise Measurement Fitting Algorithm Based on Priori Error Decomposition Weighting[J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2015, 40(10): 1339-1343. doi: 10.13203/j.whugis20130768

一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法

doi: 10.13203/j.whugis20130768

同济大学测绘与地理信息学院, 上海, 200092

基金项目: 国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120072110049);测绘地理信息公益性行业科研专项基金资助项目(HY14122136)。

详细信息

作者简介:
潘国荣,教授,博士生导师,主要研究方向为精密测量数据处理及三维可视化仿真等。E-mail:pgr2@163.com

中图分类号: P207;P258

A Precise Measurement Fitting Algorithm Based on Priori Error Decomposition Weighting

College of Surveying and Geo-Informatics, Tongji University, Shanghai 200092, China

Funds: China Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education, No. 20120072110049; China Special Fund for Surveying, Mapping and Geo-information Research in the Public Interest, No. HY14122136.

摘要: 工业测量拟合通常只关心待测工件的尺寸姿态,而不关心其绝对位置,但观测数据却包含了两者的误差。为提取出影响待测工件尺寸姿态的误差分量,提出了基于测量仪器先验误差分解定权的工业测量拟合算法。该算法依据工件形状和观测姿态对空间直线、平面、圆和球拟合计算中的各测点进行先验误差多向分解,并依据各向误差分量的影响量对测点进行加权拟合。实验结果表明,该算法与等权拟合相比,在形状和姿态参数拟合精度上可提高约10%~17%。
- 工业测量 /
- 工件拟合 /
- 先验误差 /
- 误差分解加权
Abstract: Usually in industrial measurements, the size and posture of a workpiece instead of its absolute position are the most frequent factors of interest, but observation data include errors in both. To extract the errors that influence the size and posture of the workpiece, this paper presents an industrial fitting algorithm based on decomposition of priori errors to determine the optimal weight for each measured points. This algorithm executes prior error decomposition in multi-directions for spatial lines, planes, circles and spheres according to the shape of the workpiece and measuring postures. Using the decomposed value from the measurement error, the weight of each point was revaluated to do the fitting. Experimental results show that when compared with the equal-weighted fitting algorithm, this new algorithm improved fitting precision about 10%-17% for size and posture parameters.
- industrial measurement /
- workpiece fitting /
- priori errors /
- error decomposition weighting

[1]	Goodman T, Tofallis C. Neutral Data Fitting by Lines and Planes [M]//Algorithms for Approximation.Berlin,Heidelberg :Springer, 2007
[2]	Wang Jiexian, Ji Kaimin. Industrial Surveying Fitting [M]. Beijing: Surveying and Mapping Press, 2008: 15-60(王解先, 季凯敏. 工业测量数据拟合[M]. 北京: 测绘出版社, 2008:15-60)
[3]	Zhou Kai, Varadarajan K M, Zillich M,et al. Gaussian-weighted Jensen-Shannon Divergence as a Robust Fitness Function for Multi-model Fitting [J]. Machine Vision and Applications, 2013, 24(6):1 107-1 119
[4]	Qiao Yu, Huang Xiyue, Chai Yi,et al. Corner Point Detection Based on Adaptive Line Approximation [J]. Journal of Chongqing University, 2003, 26(2):29-31(乔宇, 黄席樾, 柴毅,等. 基于自适应直线拟合的角点检测[J]. 重庆大学学报, 2003, 26(2):29-31)
[5]	Chen Tianli, Zhao Jianxun, Gao Yang, et al. Research of Satellite Antenna Dynamic Precision Calibration Method Based on the Three-dimensional Straight-line Fitting [J]. Electronic Measurement Technology, 2011, 34(3):99-101(陈天立, 赵建勋, 高扬,等. 基于三维空间直线拟合的卫星天线动态精密校准方法研究[J]. 电子测量技术, 2011, 34(3):99-101)
[6]	Guan Yunlan, Cheng Xiaojun, Shi Guigang. A Robust Method for Fitting a Plane to Point Clouds [J]. Journal of Tongji University (Natural Science), 2008, 36(7):981-984(官云兰, 程效军, 施贵刚. 一种稳健的点云数据平面拟合方法[J]. 同济大学学报(自然科学版), 2008, 36(7):981-984)
[7]	Zeng Qihong, Mao Jianhua, Li Xianhua,et al. Planar-Fitting Filtering Algorithm for LiDAR Points Cloud [J]. Geomatics and Information Science of Wuhan University, 2008, 33(1):25-28(曾齐红, 毛建华, 李先华,等. 激光雷达点云平面拟合过滤算法[J]. 武汉大学学报·信息科学版, 2008,33(1):25-28)
[8]	Pan Guorong,Chen Xiaolong.A New Method for 3D Circular Object Fitting [J]. Journal of Geodesy and Geodynamic, 2008,28(2): 92-94(潘国荣, 陈晓龙. 空间圆形物体数据拟合新方法[J]. 大地测量与地球动力学, 2008,28(2):92-94)
[9]	Ma Xiaping. Fitting Method for Space Plane Circle Parameters with Constraint Conditions [J]. Journal of Geodesy and Geodynamic, 2012, 32(6):86-89(马下平. 附有约束条件的空间平面圆参数的拟合方法[J]. 大地测量与地球动力学, 2012,32(6):86-89)
[10]	Ni Hui, Li Zhong, Song Hongxing. Moving Least Square Curve and Surface Fitting with Interpolation Conditions[C]. 2010 International Conference on Computer Application and System Modeling (ICCASM 2010), Taiyuan, China, 2010
[11]	Mansourifar H, Dehshibi M M, Bastanfard A. Shoulder Point Detection: A Fast Geometric Data Fitting Algorithm[C]. 2011 International Conference on Cyberworlds, CW, Alberta, Canada, 2011
[12]	Capello E, Semeraro Q. Harmonic Fitting Approach for Plane Geometry Measurements [J].The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2000, 16(4):250-258
[13]	Wang Jinggeng. Analytic Geometry [M]. Beijing: Beijing Normal University Press, 2004(王敬庚. 空间解析几何[M]. 北京:北京师范大学出版社, 2004)

[1]	周跃寅, 潘国荣, 吴廷, 汪大超. 数据融合模型选取对工业测量整体平差结果的影响分析 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2017, 42(12): 1840-1846. doi: 10.13203/j.whugis20150450
[2]	潘国荣, 周跃寅, 郭巍. 工业测量三维基准转换参数的全局最优算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2014, 39(1): 85-89.
[3]	潘国荣, 郭巍, 张鹏. 一种用于工业测量设计对比的乱序点集匹配算法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2013, 38(5): 575-579.
[4]	李征航, 龚晓颖, 刘万科. 误差与先验信息对导航卫星自主定轨的影响研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(7): 797-801.
[5]	何正斌, 吴富梅, 聂建亮. 先验协方差阵误差对动态Kalman滤波解的影响 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2011, 36(1): 34-38.
[6]	吴继忠, 花向红, 高俊强. 基于小波包分解的结构自振特征提取及多路径误差分离 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2010, 35(4): 486-490.
[7]	高永梅, 欧吉坤. 利用系统误差延续性的基线解算选权拟合法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2009, 34(7): 787-789.
[8]	张菊清, 杨元喜, 张亮. 地图数字化误差纠正的拟合推估法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2008, 33(5): 508-511.
[9]	王解先. 工业测量中一种二次曲面的拟合方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2007, 32(1): 47-50.
[10]	黄谟涛, 翟国君, 欧阳永忠, 任来平. 海洋磁力测量误差补偿技术研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2006, 31(7): 603-606.
[11]	黄谟涛, 翟国君, 欧阳永忠, 刘雁春. 海洋重力测量误差补偿两步处理法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2002, 27(3): 251-255.
[12]	冯文灏, 李欣, 樊启斌. 三旋转自由度激光经纬仪的扫描数学模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2002, 27(2): 179-183.
[13]	李建松, 冯文灏, 李欣. 工业旋转椭球体外形质量检测方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2002, 27(2): 184-187.
[14]	周世健, 官云兰, 鲁铁定, 臧德彦. 误差分布的解析拟合 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(5): 455-458.
[15]	冯文灏. 工业测量方法及其选用的基本原则 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2001, 26(4): 331-336.
[16]	冯文灏, 高新乔, 李欣, 廖祥春. 建立特高精度工业测量控制同时高程的精密测定方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 2000, 25(1): 70-73.
[17]	熊春宝, 叶声华. 经纬仪工业测量系统的模型研究 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1998, 23(3): 233-237.
[18]	陈永奇, Adam Chrzanowski. 模拟GPS精密测量系统误差的若干问题 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1994, 19(4): 310-314.
[19]	陈永奇, A. 契尔赞诺夫斯基. 模拟水准测量误差的一种方法 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1986, 11(1): 1-9.
[20]	朱圣源. 一等三角测量测站系统误差的数学模型 . 武汉大学学报 ● 信息科学版, 1980, 5(2): 40-45.

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一种基于先验误差分解定权的精密测量拟合算法

doi: 10.13203/j.whugis20130768

同济大学测绘与地理信息学院, 上海, 200092

基金项目: 国家教育部高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20120072110049);测绘地理信息公益性行业科研专项基金资助项目(HY14122136)。

作者简介:
潘国荣,教授,博士生导师,主要研究方向为精密测量数据处理及三维可视化仿真等。E-mail:pgr2@163.com

收稿日期: 2013-12-11
刊出日期: 2015-10-05

中图分类号: P207;P258

关键词:

摘要: 工业测量拟合通常只关心待测工件的尺寸姿态,而不关心其绝对位置,但观测数据却包含了两者的误差。为提取出影响待测工件尺寸姿态的误差分量,提出了基于测量仪器先验误差分解定权的工业测量拟合算法。该算法依据工件形状和观测姿态对空间直线、平面、圆和球拟合计算中的各测点进行先验误差多向分解,并依据各向误差分量的影响量对测点进行加权拟合。实验结果表明,该算法与等权拟合相比,在形状和姿态参数拟合精度上可提高约10%~17%。