一种三维空间定位快速搜索方法技术

本发明专利技术公开了一种三维空间定位快速搜索方法。具体为：在一个三维空间中按行列构成的空间网格点阵中，每一个网格点的空间位置预先标定、坐标已知，且任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中是唯一的；计算的每个网格点与其周边八个相邻点的距离并保存备用；按顺序测量网格点阵中任意三个相邻点的坐标值并计算三个点构成的三条边长；按顺序搜索网格点到相邻点的距离对比测得的三角形边长，发现一致后，按顺序对比下一条边长和满足要求的网格点的相邻点与其周边点的距离，直至三角形的三条边与已知三个网格点构成的三角形完全一致即完成搜索。本发明专利技术用于在已知三维空间的网格点阵中，通过测量其中相邻三点实现空间定位的快速搜索。

A fast search method for 3D spatial location

The invention discloses a fast search method for three-dimensional spatial positioning. Specifically: in a three-dimensional space, the spatial position of each grid point is pre calibrated, the coordinates are known, and the shape of the triangle formed by any three adjacent grid points is unique in the grid lattice; the distance between each grid point and its eight adjacent points is calculated and saved for standby; any three grid points are measured in sequence Coordinate values of adjacent points and calculate the three side lengths of three points; search the distance from grid points to adjacent points in order and compare the measured triangle side lengths. After finding the consistency, compare the next side length in order and the distance between the adjacent points of the grid points meeting the requirements and their surrounding points until the three sides of the triangle are completely consistent with the triangle formed by the known three grid points Search. The invention is used for realizing the fast search of spatial positioning by measuring the adjacent three points in the lattice of known three-dimensional space.

【技术实现步骤摘要】
一种三维空间定位快速搜索方法
本专利技术涉空间位置快速搜索领域，尤其涉及一种三维空间定位快速搜索方法。
技术介绍
通过空间参考点坐标可以完成三维定位，帮助提高测量精度和数据拼合。在测量空间内，通过布置控制参考点并对其坐标位置进行标定(预先测量)，再用测量机测量三个以上参考点可实现对测量机自身的定位。该方法不仅可以大幅扩大测量机的测量范围和测量效率，还可以保证测量的精度。中国专利技术专利ZL201410468636.9，公开了一种基于测量参考点阵的大尺寸精密几何尺寸测量系统，其包括测量参考点阵、空间坐标测量设备以及测量系统计算机；可移动的空间坐标测量设备，通过测量其周边的三个或以上不在同一直线上的参考点确定了测量设备在测量空间的相对位置，进而能把空间坐标测量设备测量被测物体时获得的所有测量数据转换到统一的测量空间工作坐标系下，大幅扩大可移动的空间坐标测量设备的测量范围，同时避免了传统蛙跳等测量方法带来的误差累积，实现高效、高精度大尺寸测量。但是，如何能快速从参考点阵中找到对应的被测参考点，会直接影响这种测量方式的实现和体验。
技术实现思路
本专利技术要解决的是提供一种三维空间定位快速搜索方法，用于解决上述快速搜索的技术问题。本专利技术公开了一种三维空间定位快速搜索方法，其包括以下步骤：S1、在一个三维空间中按行列构成的空间网格点阵中，每一个网格点的空间位置预先标定、坐标已知，且确保任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中是唯一的；S2、计算每个网格点与其周边八个相邻点的距离并保存备用；S3、按顺序测量网格点阵中任意三个相邻点的坐标值并计算三个点构成的三条边长；S4、按顺序搜索网格点到相邻点的距离对比测得的三角形边长，发现一致后，按顺序对比下一条边长和满足要求的网格点的相邻点与其周边点的距离，直至三角形的三条边与已知三个网格点构成的三角形完全一致即完成搜索。进一步地，步骤S1中，三维空间中按行列构成的网格点阵，相邻行或相邻列之间距离为不同大小的质数，每个网格点的空间坐标已知，任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中唯一。进一步地，步骤S2中，每个网格点与其周边八个相邻点是指上述网格点的上、下、左、右和右上、右下、左上、左下等八个方位，每个网格点与其相邻八个网格点的距离，作为该网格点的属性保存备用。进一步地，步骤S3中，测量网格点阵中的任意三个点时，按约定顺序(顺时针或逆时针)进行。进一步地，步骤S4中，按测得三个点构成的三角形的三条边进行搜索，搜索顺序按测量相同顺序进行。进一步地，步骤S4中，在做三角形边长比较时，差值小于预设的允许误差时，即判定为一致，以此克服实际应用时因测量误差或网格点阵安装误差造成的无法实现理论上的一致的问题。本专利技术所达到的有益效果是：将网格点阵构成的三角形边长在安装网格点阵时预先计算并预存在计算机文档文件中，避免了反复计算，仅通过边长比较就可以完成测得三角形在网格点阵中的位置，大幅降低运算量。另外，网格行列间隔采用不同大小的质数单位，确保网格中任意相邻三个点构成的三角形为唯一，以此唯一性实现测量三个点在网格点阵空间中的定位、同时减少重复计算(搜索得到完全匹配的三角形时，即得到结果、退出搜索)。该算法可以用于基于参考点阵的超大尺寸测量空间内，通过测量相邻三个参考点，快速实现测量机的自我定位，从而实现超大尺寸的精密、快速测量。本专利技术通过参考网格点阵中每个网格点和相邻点的距离，和被测三个相邻点构成的三角形的边长的对比，实现快速搜索以确认被测三个点的编号和在网格点阵中的位置。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是被测三个网格点构成的三角形示意图；图2是以不同大小质数单位间隔的网格点阵及相邻点的边长示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1～2所示，一种三维空间定位快速搜索方法，其包括以下步骤：S1、在一个三维空间中按行列构成的空间网格点阵中，每一个网格点的空间位置预先标定、坐标已知，且确保任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中是唯一的；三维空间中按行列构成的网格点阵的每个网格点的空间坐标是已知的，相邻行或相邻列之间距离为不同大小的质数，以使任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中唯一；S2、计算每个网格点与其周边八个相邻点的距离并保存备用；每个网格点与其周边八个相邻点是指上述网格点的上、下、左、右和右上、右下、左上、左下等八个方位(表1所示)，每个网格点与其相邻八个网格点的距离，作为该网格点的属性保存备用；表1：当前网格点和八个相邻点NWNNEWOESWSSE其中：O(当前点)、E(东)、SE(东南)、S(南)、SW(西南)、W(西)、NW(西北)、N(北)、NE(东北)。S3、按顺序测量网格点阵中任意三个相邻点的坐标值并计算三个点构成的三条边长；测量网格点阵中的任意三个点时，按约定顺序进行；S4、按顺序搜索网格点到相邻点的距离对比测得的三角形边长，发现一致后，按顺序对比下一条边长和满足要求的网格点的相邻点与其周边点的距离，直至三角形的三条边与已知三个网格点构成的三角形完全一致即完成搜索；按测得三个点构成的三角形的三条边进行搜索，搜索顺序按测量相同顺序进行。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维空间定位快速搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1、在一个三维空间中按行列构成的空间网格点阵中，每一个网格的空间点位置预先标定、坐标已知，且确保任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中是唯一的；/nS2、计算每个网格点与其周边八个相邻点的距离并保存备用；/nS3、按顺序测量网格点阵中任意三个相邻点的坐标值并计算三个点构成的三条边长；/nS4、按顺序搜索网格点到相邻点的距离对比测得的三角形边长，发现一致后，按顺序对比下一条边长和满足要求的网格点的相邻点与其周边点的距离，直至三角形的三条边与已知三个网格点构成的三角形完全一致即完成搜索。/n

【技术特征摘要】
1.一种三维空间定位快速搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、在一个三维空间中按行列构成的空间网格点阵中，每一个网格的空间点位置预先标定、坐标已知，且确保任意相邻三个网格点组成的三角形的形状在网格点阵中是唯一的；
S2、计算每个网格点与其周边八个相邻点的距离并保存备用；
S3、按顺序测量网格点阵中任意三个相邻点的坐标值并计算三个点构成的三条边长；
S4、按顺序搜索网格点到相邻点的距离对比测得的三角形边长，发现一致后，按顺序对比下一条边长和满足要求的网格点的相邻点与其周边点的距离，直至三角形的三条边与已知三个网格点构成的三角形完全一致即完成搜索。


2.如权利要求1所述的三维空间定位快速搜索方法，其特征在于，步骤S1中，三维空间中按行列构成的网格点阵，相邻行或相邻列之间距离为不同大小的质数，每个网格点的空间坐标是已知的，任意相邻三个网格点组成的三角形...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁艳娟，涂成生，度国旭，黄斌斌，吴坚，唐运周，梁飞创，张俊明，潘俊峰，
申请(专利权)人：广西工业职业技术学院，桂林能创信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45