采用激光跟踪仪测量飞机外形

利用激光跟踪仪测量空间点坐标的原理,通过“转站”建立飞机坐标系,采集飞机外形坐标点云,处理数据并建立数学模型。     

质量特性测量系统的运动学标定

质量特性测量过程中测量位姿的定位精度直接影响测量结果的精度。针对该问题利用D-H参数建立了系统机械结构的运动学方程,进而得到了终端产品坐标系的位置误差模型。利用激光跟踪仪测量产品坐标系上一点在不同位姿下的坐标,通过测量点的位置误差和D-H参数的雅克比矩阵建立标定方程,并求解得到系统实际的运动学参数。最后通过实验,对标定方法进行了验证,结果表明经过标定后的系统定位精度较标定前有明显的提高。     

空间大尺寸坐标测量校准装置

空间大尺寸坐标测量校准装置主要用于激光干涉仪、线纹尺等的长度精度校准以及激光跟踪仪、经纬仪坐标测量系统等可移动式空间大尺寸坐标测量系统的直接坐标比对和校准.对该装置的组成及工作原理进行介绍的基础上,阐述了校准装置的应用过程,并对该装置的测量不确定度进行了分析.     

球坐标系下坐标测量的重复性

几何量计量中使用直角坐标系统、球坐标系统、关节臂系统等多种不同原理的坐标测量系统。以激光跟踪仪为例,分析球坐标系统的基本测量原理,根据球坐标与直角坐标的相互转换关系,推导计算两坐标系下重复性的传播规律,说明坐标测量重复性表达方式的不同。分别在球坐标系和直角坐标系下,利用Monte Carlo法模拟坐标测量点的空间分布。从理论分析、模拟试验、实际试验3个角度说明球坐标测量系统空间坐标的测量重复性采用角度和距离分别给出更能体现测量点的空间分布,为球坐标测量系统的生产者和使用者提供理论指导。     

基于空间几何测量的机器人坐标系转化方法

对工业机器人进行标定需要使用激光跟踪仪进行末端点位数据测量,通过测量靶球中心的坐标值,必须考虑机器人末端与法兰盘坐标系转化以及机器人基座标系与激光跟踪仪测量坐标系之间的转化使标定才有意义.针对目前对机器人坐标系转化方法存在操作繁琐、过程缓慢、转化误差较大、实用性不强等缺点,提出一种基于空间几何测量原理,结合机器人几何机...     

目标引导系统模型研究

为解决目前激光跟踪仪无法满足连续自动测量要求的问题,提出一种使用机械臂抓取靶球的方案,通过建立系统模型和转换统一坐标系,使机械臂末端位姿达到被测目标点位姿,并利用机械臂轨迹规划实现激光跟踪仪连续自动测量。最后,通过Matlab仿真验证了此方案的可行性。     

数字化多系统组网测量技术应用研究

针对飞机大尺寸零部件检测误差分析不足、检测效率低等问题,通过开发基于CAITA的数字化多系统协同测量规划和基于SA的测量数据处理及质量评价系统,将激光跟踪仪、激光雷达、关节臂测量机组成协同测量系统,充分发挥各测量设备的原理及功能优势,实现产品的精准、高效测量。     

基于最小PDOP的跟踪仪顺次多站测量站位优化

工业机器人进行大型构件加工时，精确测量机器人与大型构件的相对位置关系是保证加工质量的关键。采用单台激光跟踪仪顺次多站法进行测量时，为了提高测量精度，充分考虑了激光跟踪仪的位置误差，对激光跟踪仪站位优化进行了研究。首先，探讨了激光跟踪仪测量误差主要来源，分析了顺次多站法测量原理；然后，基于最小位置精度衰减因子(PDOP)的方法进行了激光跟踪仪站位的优化，并给出了各站位位置测量精度最优的求解算法。最后，进行了站位优化前后的验证实验，结果表明：优化站位后测量系统的测量精度可提高50%以上，验证了站位优化方法的有效性。     

基于距离精度的测量机器人标定模型及算法

对机器人绝对位置误差进行检测和补偿时,通常要涉及到测量系统坐标系与机器人基础坐标系间的坐标变换,由于这个变换很难精确测定,从而导致测量机器人的绝对位置精度降低.为了克服这一情况,可改用空间两点间的距离精度来衡量机器人的绝对位置精度,这样可简化测量过程.利用距离精度的定义,建立了机器人的距离误差模型,该模型可以避免坐标转换带来的误差,降低对测量系统的精度要求.同时,激光跟踪仪测试技术的应用,使得机器人的位姿测量变得非常容易.最后给出了此模型及算法在IRB2400机器人上的应用实例.     

激光跟踪测量系统校验及在三维测量中的应用

介绍了激光跟踪仪（LTS）原理，提供了一种校验激光跟踪测量系统的方法。通过与高精度三坐标测量机（CMM）比对测量，检验其精度，实验结果表明角向误差是影响LTS精度的主要因素。利用激光跟踪仪对汽车外形进行扫描，建立其三维模型，发现测量中存在的问题，并提出解决方法，结果表明，激光跟踪仪应用于汽车车身扫描有操作简单、精度较高等优点。     

被动式激光跟踪测量方法及其误差补偿技术

针对主动式激光跟踪仪跟踪测量系统复杂、研制成本高的问题,提出了被动式激光跟踪方法用于测量目标点的空间坐标。首先基于HTM方法建立被动式激光跟踪测量系统的误差分析模型,提出相关误差参数的检测方法,在对测量误差进行补偿后,被动式激光跟踪测量系统的空间坐标测量误差从550 μm降低为150.8 μm。为进一步提升测量精度,采集经误差补偿后的残余误差作为样本数据,利用BP神经网络对样本数据进行训练;利用训练好的BP神经网络模型对被动式激光跟踪测量系统的残余误差进行补偿,空间坐标测量误差从150.8 μm降低为51.6 μm。相较HTM误差补偿方法,HTM+BP神经网络模型的补偿效果提升了65.8%。     

关节臂式坐标测量系统的数学模型和参数简化

关节臂式柔性三坐标测量系统,是一种新颖坐标系测量系统,它具有量程大、体积小、重量轻、使用灵活等优点.论文首先基于Denavit-Hartenberg方法建立了关节臂式柔性三坐标测量系统的理想数学模型和误差模型,然后建立复合球坐标系,简化了误差模型,为进一步研究关节臂式坐标测量机的标定和误差奠定了理论基础.     

面向机器人标定的单激光跟踪仪顺序多站式测量系统建模与分析

为实现大型串联工业机器人的高精度标定,搭建了一种单激光跟踪仪的顺序多站式测量系统。该系统仅需单台激光跟踪仪,先后在不同的基站位置对工业机器人的末端位置进行独立测量,并基于多边测量方法计算机器人的末端位置。计算过程中仅需激光跟踪仪的距离信息,有效地优化了末端位置的测量不确定度。首先,建立了该测量系统的仿真模型,深入地分析了测量点的数量与分布形状、测量距离以及工业机器人定位精度等因素对系统测量精度的影响;然后,依据分析结果确定单激光跟踪仪顺序多站式测量系统的搭建方案。实验结果表明:该系统在2.5m距离上的测量误差仅为0.023mm,优于激光跟踪仪的测量精度,满足大型串联工业机器人参数标定的测量精度要求。     

运动目标空间坐标多站法激光跟踪测量建模

运动目标空间位置激光跟踪测量是计量测试领域的前沿课题，该测量系统集激光干涉测距、光电检测、精密机械、计算机及控制系统和现代数值计算于一体，对空间运动目标进行跟踪并实时测量其坐标和姿态。测量范围１－１０ｍ，测量精度５０μｍ／ｍ。采用多个激光干涉仪进行冗余设计，对测点造成过定位，通过解最小二乘方程组计算出被测点的坐标。文中论述了多站法跟踪测量的原理并建立了计算坐标的数学理论模型。     

工业动态跟踪测量的原则与技术特点

叙述了工业动态跟踪测量的特征和内容,提出了实现动态跟踪测量的基本目标和任务。并且介绍了测量的原理、原则、方法和虚拟坐标系的建立以及冗余测量配置与测量方法、测量系统的自标定、实用测量系统的技术特点等。最后对动态跟踪测量的发展趋势进行讨论。     

激光自动跟踪空间坐标测量系统的发展（二）

DevelopmentofLaserAutomaticTracingSpaceCoordinateMeasurementSystem(2)WangJia;LuGang（上接1997年17卷第3期第39页）3多站激光跟踪测量系统3．1多边注的四站三自由度测量系统3.1.1四站三自由度测量系统1991年，日本O．Nakamura建立了采用多边法的四站三自由度测量系统。所谓多边法（multi-lateration）是用多台激光干涉仪共同跟踪一个反射器，计算坐标时只利用测量得到的长度改变量信息，而不用角度信息。对比前边的球坐标测量法，它有如下优点：（1）由于利用方向角的测量值来计算三自由度坐标。因此，球坐标测量法的测量精度随…     

GPS测量中的坐标系统及其转换

在GPS测量中通常采用两类坐标系统,一类是在空间固定的坐标系统,另一类是与地球体相固联的坐标系统,也称固定坐标系统。如:WGS-84世界大地坐标系和1980年西安大地坐标系。在实际使用中需要根据坐标系统间的转换参数进行坐标系统的变换,来求出所使用的坐标系统的坐标。这样更有利于表达地面控制点的位置和处理GPS观测成果,因此在GPS测量中得到了广泛的应用。     

多点称重法测量质心误差修正

为了提高多点称重法测质心时的测量准确度,提出一种采用总体最小二乘法修正称重传感器受力点坐标的方法。首先,分析了多点称重法测量质心的原理,影响质心测量结果的主要误差源;其次,将标准件的形心坐标作为其质心的相对真值,并将该值用来修正称重传感器受力点的坐标;再次,改变标准件在质心测量设备上5个以上位置,采用激光跟踪仪测量标准件的形心坐标并转换到测量坐标系下,采用总体最小二乘法计算出称重传感器受力点的坐标;最后,测量标准件的质心进行验证。实验结果表明,修正后的设备质心测量误差≤0.1mm,可以通过修正称重传感器的受力点坐标,实现质心的高精度测量。     

大尺寸测量系统运动目标测量能力校准现状

分析包括全站仪、激光跟踪仪、动态工业摄影测量系统、i GPS/wMPS、激光跟踪干涉仪在内的,目前工业测量中使用较多且具有运动目标测量能力的大尺寸测量系统的基本原理,总结国内外主要相关标准和规范对这些系统动态性能的校准和评定方法,给出部分系统的校准试验结果。展望了动态测量系统校准方法的发展方向,为大尺寸测量系统的使用和校准提供参考。     

一种小型激光跟踪测量系统的研制

为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最大偏差量的增大。通过开展位置敏感探测器的标定实验,完成位置敏感探测器的线性区间与偏差比例系数的测量,为跟踪控制算法开发提供了关键参数。进行了跟踪控制模块的设计,并完成跟踪控制算法的开发,实现系统的快速跟踪测量。开发了系统三维可视化测量软件,实现用户对系统与目标的空间位置及运动状态的实时掌控。实验结果表明,系统的跟踪稳定性与位移分辨力分别为20μm和40μm,系统的跟踪速度最高可达480 mm/s,加速度最高可达506 mm/s²,跟踪距离范围不小于70 m,具有三维坐标测量与三维可视化功能,与现有跟踪仪相比具有体积、重量以及测角范围上的优势,具有良好的跟踪性能与应用前景。