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测量机器人控制网观测与数据处理自动化研究
作者:管理员    发布于:2015-12-22 11:06:33    文字:【】【】【

  框、列表框、文本框等交互界面,控制仪器完成测量工作,读作,即将仪器照准个观测点并读取水平度盘的度数。

  写存储卡记录观测数据等AGeoBASIC函数总体上可以分为uru水平角自动测量……完成限差、则站设焉并定向后,测氧◎99-2U1iaAcaoemicloimim了其软件系统。

  (Georobot)是一种能代替人进行自动搜索、跟踪、辨识和照准目标并且获取角度、距离、三维坐标以及影像等信息的智能型电子全站仪。它是在全站仪基础上集成步进马达、CCD影像传感器构成的视频成像系统,并且配置智能化的控制及应用软件发展而形成的。测量机器人通过CCD影像传感器和其他传感器对现实测量世界中KT目标“进行识别,迅速作出分析、判断与推理,实现自我控制,并且自动完成照准、读数等操作,以完全代替人的手工操作。测量机器人再与能够制订测量计划、控制测量过程、进行测量数据处理与分析的软件系统相结合,完全可以代替人完成许多测量任务。采用测量机器人机载外业自动观测软件加上微机自动化数据处理软件,就共同构成测量机器人控制网自动化观测与数据处理系统。

  1机载外业自动观测软件的开发环境及程序设计开发机载应用程序的专用开发程序语言GeoBASIC. GeoBASIC提供了与标准Basic相同的数学计算、字符处理、文件操作函数,遵循标准BASIC的语法规则,与现在普遍使用的BASIC非常相似,便于用户学习使用。不仅如此,GeoBASIC更主要的特点是能通过简单地调用仪器的内部库函数来使用仪器已有的内置功能和菜单。用户可以很快地开发出满足特殊需求的应用程序,并可上载到仪器内部存储器中,与仪器的系统软件融为一体。

  GeoBASIC主要有4个部分组成:①GeoBASIC编译器,GeoBASIC源程序经编译器编译即成为仪器可识别指令;②GeoBASIC解释程序,只有在解释程序装载到仪器上以后,GeoBASIC程序才能运行,解释程序只需装载一次;③TPS1000仿真器,仿真器用于在PC机Windows平台上模拟出仪器面板(包括显示区域、功能键)和一个调试窗口,用户开发应用程序时可以不需要真实的仪器而在仿真环境上直接开发,仿真器使用户开发更快、更容易;④用户文档,包括例子程序和详细的函数调用说明。

  GeoBASIC提供了大量的功能及系统调用函数,使用户可以直接在GeoBASIC中调用仪器内部库函数来生成对话标准函数与系统函数两大部分,标准函数主要是标准BASIC提供的函数,包括标准数学计算函数、字符串操作函数、文件操作函数等;系统函数主要是与仪器系统相关的一些函数,包括用户界面函数、基本应用函数、电子经纬仪测量与计算函数、中心服务函数等。

  机载外业自动观测软件设计为:由仪器PCMCIA卡中的数据文件,建立起实际控制网点的概略位置信息。仪器在某个网点上安置好后,首先进行测站设置,主要包括测站限差、角度及距离测回数、测站名设置、天气状况、观测时间等,再后视定向,之后仪器将按机载软件预先在此点上设定的观测点集、顺序以及测回数依次按规范要求对观测目标进行边、角测量,将观测结果记录到全站仪PCMCIA存储卡的文件中,并及时与相关规范的限差自动进行比对,若超差则自动重测或弹出对话框等待人工干预。当终取得合格外业观测数据文件后,该数据文件可直接输入到自动化数据处理软件中。

  2机载外业自动观测软件的主要功能模块机载外业自动观测软件主要包括作业管理、限差设置、测站设置、初始观测、后视定向、水平角自动测量、测回差检查、距离自动测量、观测数据自动记录、文件操作等功能模块。

  作业管理。将一个测站的观测当成一个作业来管理,以测站名做为作业名。一个测站上如果进行了距离和角度的观测,则此测站的观测成果应包括初始观测值文件(作业名。ini),测站设置文件(作业名。sta),角度观测值文件(作业名。hzd),距离观测值文件(作业名。di等4个文件。

  限差设置。设置该次测量要求的各项限差,如:归零差、2C互差、方向值较差等,这些限差将在整个测量过程中,实时监控观测质量。

  初始观测。半测回学习观测目标点以获取初始概略位置信息,存入PCMCIA卡相应的文件中,以备自动观测时调用。本机载软件还允许用户将依据测点的概略坐标计算初始概略位置信息,并预先拷贝到全站仪PCMCIA存储卡上,供观测时选择使用。

  测站设置。设置测回数、测距次数等控制参数。

  后视定向。在进行自动观测之前必须完成后视定向工机器人就能够按照初始观测的顺序自动观测水平角,测回内的所有限差自动检查,出现超限根据实际情况自动重测某方向、某半测回或整个测回重测。

  测回差检查。在测回差超限需要重测时,特别是多方向观测,判断哪些测回需要重测比较复杂,往往需要人工判断,测回差检查计算出每测回每个方向的方向值并显示出来,观测者可根据实测情况确定重测的测回,选择好重测的测回后,自动进入到水平角自动测量项中。

  距离测量。距离测量分自动与半自动两种模式。自动测量是指在完成限差、测站设置及定向后,测量机器人就能够按照初始观测的顺序自动观测距离,测回内的所有限差自动检查,出现超限自动重测;半自动测量是指手动瞄准需要观测的目标,自动完成此目标的距离测量。

  观测数据自动记录。每次观测合格的数据都记录到PCMCIA存储卡上,可方便、可靠地记录原始观测数据,并输出到后处理软件中,避免传统手工记录、手工录入的易出错和繁琐的缺点,提高了数据处理工作效率。记录的原始数据,在全站仪上可直接浏览。

  文件操作。可以选择、删除与选定作业相关的所有各种数据文件。

  自动化内业数据处理软件开发为编程环境,并采用数据库技术来存储与管理各种数据。该软件可将存储在PCMCIA卡中的各个测站的数据导入到一个统一的工程中进行管理;包括对各站数据的整理、检查、测站平差;将合格角度、距离数据按规范规定的格式以标准外业手簿的形式自动输出;当整个工程外业观测完成后,可直接在软件中进行网平差计算,也可以外部文件的形式,输出科傻或清华山维格式的平差数据文件,再在科傻或清华山维软件中平差。该软件除具有上述自动化数据处理功能外,还移植了机载软件的所有功能,软件通过计算机与测量机器人在线通信的方式完成记载软件的所有自动观测、限差检查、自动记录等功能。其主要功能模块如下:工程管理。每个控制网观测项目都作为一项工程来管理,每个工程对应着一个数据库文件,数据库文件中保存着该控制网观测的所有数据,包括各种初始设置信息、原始观测值、各种计算分析成果等。存储在PCMCIA卡中的各个测站的数据可导入到一个控制网工程中管理。

  系统设置。首先将计算机的串口通讯参数设置成与测量机器人一致,保证计算机与测量机器人能够顺利交换信息;然后再对测量机器人进行初始化,主要有自动目标识别、目标锁定、补偿器的开关状态,搜寻范围、测距模式的设置,距离、角度、温度、气压的单位等设置;在每个工程开始前,必须进行测量机器人的检校,主要有2C互差、指标差和自动目标识别照准差的校正等;另外还进行测站控制限差的设置,如归零差、2C互差、方向值较差等。

  学习测量。通过初始的半测回训练,学习测量获取目标点概略空间位置信息,以便在每个目标概略位置一定的视场范围内,计算机能控制测量机器人自动搜寻目标,顺利完成自动测量。

  自动测量。在学习测量的基础上,自动完成水平角及距离的观测,观测过程中自动控制各种限差,超限自动重测。

  数据整理。主要包括原始角度数据整理,测回差检查,原始距离数据整理,查看角度整理结果,查看测站成果等。

  手簿输出。主要是将角度、距离数据按规范规定的格式以标准外业手簿的形式自动输出为Excel表格,还可将测站整理成果以科傻或清华山维格式的文件输出。

  平差分析。提供控制网平差的功能,如果是多期变形监测网,还可以进行稳定性分析和回归分析。

  4结束语经试验和实际应用表明,测量机器人机载外业自动观测软件能够高质量自动化地完成测站观测、记录观测数据、检查测站各项限差,其与传统控制网具有完全一致的观测量且精度更好,同时大大地减轻了外业作业人员的劳动强度和技能要求,比传统方式具有高得多的效率;微机自动化数据处理软件能够自动完成测站平差、外业成果输出、平差计算、成果整理分析等一系列内业计算工作。□

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