基于光电扫描原理的分布式测量网络是一种大尺寸三维坐标测量系统,广泛应用于工业制造和装配领域。但测量网络体系庞大、测量环境复杂,增加了组网定向工作的难度,且任意节点的变动都需要重新进行组网。现有的组网定向方法过于依赖人工介入和主观估计,因此提出了一种基于自主建图、全局定位和自动导航的分布式测量网络自动组网定向方法和标定点位规划策略。实验结果表明,该组网方法在保证测量精度的前提下,提高了组网效率和自动化水平,可实现测量系统自动维护和工业现场自动化。

针对大空间自动导引车(AGV)的高精度路径规划控制应用,提出一种基于工作空间测量定位系统(wMPS)和模糊控制算法相结合的应用模式。事先规划好AGV路径,采用wMPS对AGV实时位姿进行精确测量,通过模糊控制算法输出实时调整AGV的前进速度和旋转角速度。算法仿真与实验结果表明,AGV的定位精度优于2.5 mm,能够保证AGV的动态导航和定位精度。

针对复杂场景下大空间室内高精度导航应用, 提出一种基于工作空间测量定位系统(wMPS)和激光雷达的组合建图、定位算法。采用wMPS对激光雷达位姿进行精确估计, 融合激光雷达点云数据完成栅格地图的绘制, 使得机器人在导航时能够识别周围环境信息; 考虑到导航时容易缺失wMPS测量信息的情况, 根据雷达获得的实时数据与栅格地图通过粒子滤波算法反算雷达的位姿; 最后将粒子滤波的结果进行线性卡尔曼滤波处理, 并进行算法仿真与实验。仿真与实验结果表明：组合导航系统保证了地图的可靠性和动态导航精度, 大大提升了系统的整体性能。

工作空间测量定位系统是一种基于激光扫描的三维坐标大尺寸分布式测量系统, 目前已广泛应用于大尺寸测量领域。该系统可以通过增加发射站数目来扩展量程同时精度并不损失, 其前提是有一套精确的全局定向参数。在系统多平面约束的数学模型基础上, 阐述了一种基于三维控制场的wMPS全局组网定向方法。在标定空间内设置点位坐标已知的控制点组成控制场, 给出了组网定向的模型及优化方法, 并给出迭代初值生成方法。实验表明: 通过基于控制场全局组网定向方法后, 系统与激光跟踪仪对比后点位误差优于0.15 mm, 在提高效率的同时大大提高了系统的精度。

针对工作空间测量定位系统(wMPS)存在交会误差, 且在复杂测量现场中存在空间遮挡问题, 文中在研究周向接收器测量原理的基础上设计了一种全新的周向接收器。该接收器在一个平面内固定了6个光电接收单元, 通过标定6个单元的位置关系使其成为一个整体, 进而实现测量功能。以两台发射站为基础, 详细阐述了该周向接收器标定方法, 并依托天津大学研发的wMPS实验平台对该方法进行了实验验证。实验结果显示: 周向接收器的测量重复性在0.2 mm以内, 测量精度在0.3 mm以内, 该方法在解决系统在复杂测量现场中的空间遮挡问题的同时, 从原理上消除了交会误差对测量结果的影响。

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,wMPS)是一种基于旋转激光扫描平面交会的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量，主要应用于制造加工及装配领域的测量和检测任务。作为一种大尺寸的测量系统，与中小尺寸测量系统相比，它的测量空间与测量精度的矛盾更加突出。如何寻找此系统所覆盖测量空间内精度最高的一个点或者以此点为中心的一个区域是一个非常重要而且有意义的问题。从该测量系统的测量原理出发，与传统经纬仪相对比，给出一种利用解算方程系数矩阵的条件数作为评价空间交会优劣的评价模型，继而引入粒子群算法来求解测量空间内的最佳测量点，实验结果表明：评价模型和对应的求解方法是正确的，也是有效的，利用此方法得到的测量点为中心的区域坐标不确定度最小，而且此方法为今后的发射站布局问题的研究打下了有益的基础。

：工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System，简称wMPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量，主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统，工作空间测量定位系统也存在着为不同测量节点分配权重的问题。考虑到在定位过程中误差的复杂性，提出一种根据不同测量区域，利用统计数据对不同测量节点动态分配权重的分权方法。为验证此方法，设计了对比实验，实验结果表明：文中提出的加权方法可显著提高工作空间测量定位系统的测量精度。