单线阵CCD光电测试系统测量精度评估方法

为了科学合理地评估单线阵CCD光电测试系统的性能,提出一种测量精度的评估方法。首先,分析激光光源与光学镜头主点沿水平方向的距离、投影板与光学镜头主点的竖直距离、光学镜头焦距三种光学结构参数对测量误差的影响;然后,讨论坐标测量误差随x和y坐标值变化而变化的趋势,并推导误差公式。通过模拟实弹验证可知,靶面为1m×1m时,坐标x、y测量误差Δx、Δy的均值分别为-5.6mm和15.2mm,且x坐标测量误差的标准差σ_x为4.5mm,y坐标测量误差的标准差σ_y为14.3mm。模拟实弹试验结果与理论分析结果基本一致,证明该评估方法正确可行。     

足部三维测量系统中CCD传感器的全局标定

介绍了足部三维形貌测量系统的原理以及利用测量系统已有的一维运动机构和专用标定组件对测量系统所有CCD进行全局标定的实用方法。建立了基于光平面坐标系、标定坐标系、一维运动机构坐标系和CCD图像坐标系的测量系统模型;在测量系统一维运动机构的控制下,光平面分别对标定组件中两个斜面进行扫描,求取两个斜面上扫描线在光平面坐标系中的交点坐标,并根据光平面坐标系中交点坐标和CCD图像坐标系中交点坐标的对应关系,采用坐标映射方法建立光平面与CCD图像坐标系之间的坐标转换关系;确定了基于坐标系之间转换参数的优化目标函数,并根据标定块的标称值和实际测量结果,利用POWEL直接优化方法对坐标系之间的转换参数进行了优化。测量结果表明,单个CCD重复测量误差＜0.062 5%;4个CCD测量值相对误差＜0.365%。实验结果表明,所述全局标定方法减小了一维运动机构、光平面和足支撑玻璃平板之间安装调节误差以及CCD等器件非线性带来的影响,且简便、实用、不需要其它精密标定仪器,可以对测量系统进行现场标定。     

飞机液压地面试验台安装的空间测量分析

研究了飞机地面模拟液压系统试验台的现场安装测量过程,提出了基于激光跟踪仪的现场安装环境布置和测量方法。通过构建基准点的基准坐标系和激光跟踪仪的测量坐标系之间的映射关系,建立三维坐标转换方程。应用最小二乘迭代法得出了坐标转换算法,并用MATLAB对该算法进行了仿真验证。     

激光跟踪测量系统研究

介绍了激光跟踪测量系统的结构.分析了激光跟踪测量系统利用目标反射镜和转镜的配合实现跟踪的原理,利用球坐标系、干涉测距实现坐标的原理,并对系统测量误差的产生原理及防止误差的方法进行了讨论,最后对激光跟踪测量系统的发展趋势做了展望.     

3-PSS并联机构正解及其在坐标测量机中的应用

针对传统坐标测量机和关节臂测量机存在的技术局限,基于3-PSS并联机构原理,提出了只需一只长光栅、一条精密导轨即可实现三维空间精密测量的坐标测量机,并研究了测量系统的测量模型、测量误差模型及并联机构误差平均效应.根据并联机构基本理论建立了测量机的六杆测量模型,在此基础上进行了杆长制造、装配误差和光栅读数误差的理论分析.然后,从理论上展示和说明了并联机构存在误差平均效应的数学本质和依据.最后,介绍了样机的设计及制造,并给出初步的实验结果.在没有进行误差修正和系统标定的前提下,该样机在X,Y,Z3个坐标方向上的测量误差分别为0.029 mm,0.045 mm和0.058 mm.得到的结果可指导新样机的优化设计.     

用于多传感器坐标测量机探测误差评价的薄环规标准器

设计了一种薄环规标准器,用于配有光学影像测头和接触式测头的多传感器坐标测量机的探测误差评价。该标准器兼有环规和二维平面标准圆的特征,孔的有效部分厚度为0.1 mm,圆度为0.5μm,可以满足大多数坐标测量机的校准需求,避免了普通标准器如标准球、环规对影像测头测量成像的影响。该标准器同时适用于接触式测头测量,锥孔结构保证了标准器的稳定性,用于接触式测量时,不会引起变形。利用设计的薄环规标准器实现了配有光学影像测头和接触式测头组合测量系统的探测误差评价,结果表明该标准器有效解决了上述组合系统探测误差的校准问题。参照ISO10360-9标准,给出了多传感器组合测量系统的探测误差、尺寸测量误差以及位置误差,并利用坐标变换方法修正了位置误差,优化了系统参数。     

基于标准器的大尺寸测量系统坐标统一化方法

针对大尺寸测量系统坐标统一化过程中公共点的测量误差不可控制的问题,提出了利用可现场溯源的标准器取代传统的独立公共点的方法。设计了一种标准器,并用更高精度等级的三坐标测量机对标准器上各个目标点之间的空间几何位置关系进行标定,把这些几何位置关系作为约束条件。现场应用中多站大尺寸测量仪分别测量标准器上的目标点,计算出各个几何关系与通过标定的约束关系之差,将这个差值与设定的误差限进行比较,确定公共点的测量值是否有效。对该方法进行了理论分析和仿真证明。提出了7参数坐标配准算法对大尺寸测量进行空间坐标数据配准。用激光跟踪仪和激光雷达及4个标准器进行现场实验,实验结果与传统方法相比,坐标配准误差得到降低。为了进一步验证该方法的有效性,把一根经过检定的基准尺放置于测量空间的12个不同位置,使用标准器约束前后的两组坐标配准参数分别计算基准尺长度的平均值和标准差。实验结果表明,使用标准器约束方法能够提高大尺寸测量系统坐标统一化精度。     

球坐标测量系统测量模型

针对球坐标测量系统,提出1种基于机器人运动学的建模方法,建立其包含几何误差的精确测量模型。在分析球坐标测量系统几何误差源的基础上,基于准刚体假设,运用齐次坐标变换矩阵,通过坐标系之间的运动变换,建立了球坐标测量系统精确的测量模型。该模型包含球坐标测量系统20项几何误差,为进一步进行误差辨识和误差补偿奠定了理论基础。     

关节式坐标测量机测量误差分析

在全面分析了导致关节式坐标测量机测量误差的各种原因的基础上，针对每种误差提出了解决措施。建立了测头的测量运动方程和关节晃动引起的测量误差的方程。     

用蚁群算法求解关节式坐标测量机的最佳测量区

本文提出了一种求解最佳测量区的方法,以进一步提高关节式坐标测量机的测量精度。首先,根据关节式坐标测量机的测量模型,建立了基于圆编码器测角误差的关节式坐标测量机误差模型。利用蒙特卡洛理论得到6个关节转角的随机数,采用数值法仿真分析测量机的测量空间。然后将包含测量空间的一立方体区域等间隔切割成343个小立方体区域,采用蚁群算法确定每个小区域由于圆编码器误差所引起的最大测量误差。最后,通过比较找到其中最大测量误差最小的区域,即为最佳测量区。研究结果表明,对于所研究的关节式坐标测量机,各个小区域的最大误差为0.069 9~0.189 6mm,其中最小值为0.069 9mm的区域为-100mm≤x≤100mm,-100mm≤y≤100mm,400mm≤z≤600mm。采用本文方法确定的最佳测量区在测量空间内为一个立方体区域,故在最佳测量区进行较高精度的测量具有实用性和可操作性。     

数控机床工件零点偏置浅析

数控机床的对刀操作和工件零点偏置的程序编制是正确运行加工程序、生产合格零件的重要前提和保证.作者在深刻领会各编程指令的基础上,经多年的教学实践和加工实践,分析归纳出四种不同情况下工件零点偏置的编程方法和编程指令的灵活应用.     

西门子802Se数控车系统中工件坐标系的建立与对刀

在数控加工中,工件坐标系的建立是一个非常重要的环节。以SINUMERIK802Se数控车系统为例详细介绍了工件坐标系的建立方法与对刀操作的理论依据,操作者在实践中可以利用此思想由一种数控系统推及其它数控系统,从而更有效地进行生产加工。     

多波束测量中海底测点三维坐标计算方法研究

如何将GPS位置实时推算至海底地形点位置、获取海底测点在地理坐标系中的精确位置是一个十分复杂的计算过程。文章从数学角度剖析了这一坐标转换的全部过程,揭示了多波束水深点定位的实质,指出了各步转换中的具体转换参数实际内涵。以便对多波束的实现理论更加清楚,对于控制误差传播、测量关键环节的质量控制都有十分重要的意义。     

经济型大尺寸激光自动坐标测量系统

利用手持式激光测距仪和二轴转台,设计了一种经济型大尺寸激光三维自动测量系统,用于船舶等大型工件的现场测量.介绍了系统的测量原理和主要组成部分,系统无需合作目标,在计算机的控制下自动对目标进行测量来获得相对系统的三维坐标数据.分析了系统的主要误差对测量结果的影响,完成了主要误差的提取实验.最后,利用激光跟踪仪对系统测试水平两点间的距离的测量精度进行了评定,并对船分段模型进行了测量实验.实验表明,该系统对水平放置物体的两点间距离的测量精度达到了1.73 mm,对船分段模型的平行平面之间的距离测量精度达到了1.5 mm.由于系统构成简单,硬件成本较低,测量精度较高,测量速度大约为1 point/s,非常适用于船分段的测量.     

数控铣削加工中的精确对刀方法

数控加工中,为了保证加工精度和不损伤已加工表面,常常要借助对刀工具来对刀。介绍采用寻边器等三种常见的对刀工具在已加工表面的对刀操作应用,并分析每种方法的特点和应用技巧。     

AutoCAD中三维立体图的尺寸标注

通过一个典型立体图的尺寸标注叙述了三维立体图的尺寸标注方法与注意点,并介绍了用户坐标系的创建及用户坐标在标注尺寸时的应用。用例图说明了轴测图标尺寸的方法与技巧,从而使用户掌握立体图的尺寸标注方法。     

基于坐标变换的异步电机控制

介绍了坐标变换在异步电机中的应用条件和原则,以便能够快速地在异步电机中选择合适的坐标,提高工作效率.并结合异步电机矢量控制在MT坐标系中变换后,可类似于直流电机的转矩电流分量和磁场电流分量,以便简化矢量控制原理,能够加深对矢量控制理解和学习,并对实际应用和系统的设计具有很好地指导作用.     

摄象机内征参数的标定

从目标的视图定量地计算它的三维视觉信息必须首先标定摄象机的内征参数。本文介绍一种基于平面板的多视图标定这些内征参数的技术,该技术适合于标定无非线性失真或非线性失真可以忽略的摄象机,尤其适合于标定水下摄象机,而且无须任何高精度装置,因此成本很低。我们根据一平面标定板的特征集合在实际视图的计算机坐标系中的坐标与它在目标的模型坐标系中的坐标之间的矢量距离和内积是几何不变的原理,得到了关于每个视图的基准特     

应用数学坐标变换方法计算航空相机像面旋转

对相机成像光学系统成像特性分析,将整个相机抽象为一个简单数学模型。在笛卡尔坐标系中,通过数学坐标变换和几何光学的方法对不同工作方式的航空相机由扫描反射镜沿俯角方向旋转引起目标像旋转问题作定量计算,为偏流补偿机构工程应用提供理论依据。     

基于RBF神经网络的汽油机电控参数的标定及优化

为了寻求电控单元与发动机的最佳匹配,通过分析汽油机电控系统控制参数,建立了汽油机稳态性能预测的径向基函数（RBF)人工神经网络模型。通过LJ276M汽油机台架标定试验获取样本数据,利用训练过的RBF神经网络预测汽油机在其他稳态工况点的电控参数并检验所建立神经网络模型的性能。喷油脉宽和点火提前角的网络输出最大误差小于1%,平均误差小于0.6%。研究结果表明,该预测模型具有较强的泛化能力,能够准确地预测发动机电控参数。