23/4/19 武汉大学测绘学院 1

工程测量学实验教学课件工程测量学实验教学课件

测量机器人工程控制网测量机器人工程控制网

观测与平差计算自动化观测与平差计算自动化

武汉大学测绘实验中心武汉大学测绘实验中心

23/4/19 2武汉大学测绘学院

一、一、什么叫测量机器人什么叫测量机器人

测量机器人是一种能代替人进行自动搜索、

跟踪、辨识和精确照准目标并获取角度、距离、

三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。

它可以代替人完成许多测量任务。

23/4/19 3武汉大学测绘学院

科幻机器人科幻机器人

23/4/19 4武汉大学测绘学院

Leica TCALeica TCA 系列测量机器人系列测量机器人

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测量机器人作业实景

23/4/19 6武汉大学测绘学院

二、 二、 测量机器人的组成测量机器人的组成

坐标系统、操纵器、

换能器、计算机、

闭路控制器、集成传感器、

决定制作、目标捕获

23/4/19 7武汉大学测绘学院

测量机器人的坐标系统测量机器人的坐标系统

23/4/19 8武汉大学测绘学院

Z

Y

X

P

O

α

β

S

极坐标法原理

Y

A B

P

Z

X

S1 S2

前方交会法原理

三、 测量机器人的测量原理三、 测量机器人的测量原理

23/4/19 9武汉大学测绘学院

测量机器人的光路系统测量机器人的光路系统

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测量机器人的目标搜寻原理 影像生成，影像获取，影像处理，照准目标

求差图像

第一次成像 第二次成像

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精确照准方法 回光信号最强法

方形螺旋搜索法

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四、 测量机器人的分类四、 测量机器人的分类 分三类：

被动式极坐标测量 在被测物体上设置反射棱镜为合作目标。主动式三角测量 以结构光作为照准标志 , 由两台视频电子经纬仪和

计算机组成，用空间前方角度交会法确定被测点坐标。

无合作目标测量 不需要合作目标 , 根据物体的特征点、轮廓线和纹

理 , 用影像处理的方法自动识别、匹配和照准目标

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• 实习内容：

用测量机器人作一个控制网的外业观测和内业平差计算的全过程，体现测量自动化和一体化

五五、、测量机器人工程控制网测量机器人工程控制网观测与平差计算自动化实习观测与平差计算自动化实习

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硬件：硬件：测量机器人 Leica TCA2003 1 台棱镜 7 个便携机或台式微机 1 台绘图仪 / 打印机 1 台数据传输电缆。 1 根光学经纬仪 1 台电子全站仪 1 台

五、测量机器人控制网观测五、测量机器人控制网观测和平差计算自动化实习和平差计算自动化实习

23/4/19 15武汉大学测绘学院

软件：软件：

机载控制网观测自动化软件 1 套数据后处理和网平差软件 1 套

五、测量机器人控制网观测五、测量机器人控制网观测和平差计算自动化实习和平差计算自动化实习

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实习地点实习地点

• 外业：测绘学院四号楼楼顶试验网

• 内业：测绘实验中心学生机房

五五、、测量机器人工程控制网测量机器人工程控制网观测与平差计算自动化实习观测与平差计算自动化实习

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23/4/19 18武汉大学测绘学院

测量机器人外业实习步骤：测量机器人外业实习步骤：• 设 站；• 限差设置；• 初始观测；• 测站设置；• 后视定向；• 水平角自动测量；• 测回差检查；• 距离测量。• 搬站，重复上面步骤，直到全网测完。• 数据传输。

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内业数据处理自动化内业数据处理自动化

• 自动生成平差文件

• 平差计算

• 图表生成输出

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六、 工程控制网观测自动化实例六、 工程控制网观测自动化实例

金坪子滑坡金坪子滑坡变形监测网变形监测网

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`̀ 金坪子滑坡

乌东德电站坝址及金坪子滑坡区卫星照片乌东德电站坝址及金坪子滑坡区卫星照片 乌东德电站坝址及金坪子滑坡区卫星照片乌东德电站坝址及金坪子滑坡区卫星照片

陆军林坝址

尖山包坝址 河门口坝址 白滩坝址 三台坝址

乌东德坝址

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金坪子滑坡分区金坪子滑坡分区

Ⅰ区

Ⅱ区

Ⅳ区

Ⅲ区

Ⅴ区乌东德村乌东德村

金坪子村金坪子村

金金

沙沙

江江

23/4/19 23武汉大学测绘学院

Ⅳ区

Ⅰ区

Ⅱ区

Ⅲ区Ⅴ区

金坪子滑坡全貌金坪子滑坡全貌

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从各个角度观看金坪子斜坡 从各个角度观看金坪子斜坡

23/4/19 25武汉大学测绘学院

金坪子滑坡变形监测网

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测量机器人测站测量机器人测站

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外业自动化程度高、人员少、时间短、经费省；内外业一体化、效率高、成果可靠、精度高

外业劳动强度大、人员多、时间长、成本高、；内业繁琐，效率低

评 价

1天6天内业时间3～ 5天25～ 40天外业时间

技术员 1名，民工 6名技术员 3名，民工 6名 人 员

Leica TCA 2003WILD T3WILD DI2002

仪 器

测量机器人技术常规技术比较内容

变形监测网两种技术比较

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实习报告撰写内容和要求实习报告撰写内容和要求

• 测量机器人的定义和分类；• 测量机器人的基本原理和目标自动照准方法；• 控制网观测自动化流程和操作步骤；• 测量一体化和自动化的异同点；• 控制网平差计算和成果整理；• 心得体会与建议。 要求：小组合作、 独立完成。