关节臂坐标测量机的性能评价方法

从影响关节臂测量精度的主要因素出发,提出了相应的测量方法,逐一检查各种测量的异常状态,根据检查结果对关节臂测量机的性能进行了正确评价.     

激光跟踪仪现场评定装置

介绍了一种用于激光跟踪仪现场快速评定装置,采用激光干涉仪作为标准器,能够生成任意标准长度,符合美国ASME B89.4.19的评价方法,同时还具有动态参数校准和角度标定功能,实现了激光跟踪仪在工业现场的快速评定.     

光学三维扫描仪自由曲面测量评价方法的研究

基于光学方法的三维扫描仪是获取自由曲面数据的最主要的技术手段.为了有效评价光学三维扫描仪的自由曲面测量能力,提出一种便于溯源的自由曲面标准器的设计方法.该标准器由不同高度的标准球球阵组成,标准球之间的相互位置由数学函数生成的曲面抽样点确定.通过比较各个球心之间的扫描数据与标准数据,实现光学三维扫描仪测量能力的评价.该标准器的校准可以利用三坐标测量机完成,易于实现量值溯源.     

正弦信号源波形失真的一种精确评价方法

叙述了正弦信号源失真的分类 :谐波失真、噪声失真和杂波失真 ;讨论了失真测量的基本技术 (模拟法和FFT法 )的优点和局限性 ,分析了失真测量技术的难点和技术状况 ;介绍了谐波失真和总失真度的定义。提出了使用正弦波曲线拟合法评价正弦波信号源总失真度的过程 ,在能量守衡以及失真和信号本身不相关的前提下 ,详细分析和推导了量化误差对失真度评价的影响及修正公式 ,实现了正弦波信号源总失真度的精确评价 ,实验结果验证了该方法的正确性及切实可行性。同时 ,对评价方法进行了误差分析 ,该方法可用于正弦信号波形失真度的精确测量和计量校准     

地面激光扫描仪三维坐标测量精度检测方法

地面三维激光扫描仪是一种新型测量仪器,应用范围广泛,它的精度对测量成果质量起着至关重要的作用。目前,对三维激光扫描仪进行精度评定时,多将三维坐标反算为水平角、竖直角和距离,并建立基准对距离和角度进行精度评定。扫描仪给出的直接数据为三维坐标,反算会引起精度损失。文章提出两种方法评定地面三维激光扫描仪的坐标精度。以Leica AT901跟踪仪测量球形靶标坐标为基准,对Faro Photon80测量的三维坐标精度进行评定;以光滑平面作为基准,对点云进行拟合评定扫描仪精度。     

一种球度误差最小区域评定的计算机实现方法

本文针对参考文献［２］建立的球度评定的数学模型，提出了一种能在计算机上进行的评定方法，并在微机上用Ｃ语言实现了球度误差最小区域的自动判别。     

机床直线轴重复定位精度三维评价方法研究

重复定位精度是机床的一个重要性能指标，会直接影响加工产品的质量一致性。现有以直线轴运动方向的位置偏差作为评价指标的一维评价方法已经不适用于精密机床重复定位精度的评价。为了更全面地评价机床直线轴重复定位精度，提出了机床直线轴重复定位精度的三维评价方法，以球概率误差半径作为评价指标，将一维定位评价扩展到三维空间评价。首先，以卧式加工机床为例，通过齐次坐标变换建立了运动件单轴和机床的重复定位精度的数学模型，对现有一维评价方法的局限性进行分析。其次，基于卡方分布的性质，对球概率误差半径的计算过程进行简化。最后，通过简化的球概率误差半径计算方法对机床直线轴重复定位精度进行评价。以精密卧式机床的工作台为研究对象，通过实验对一维评价方法和三维评价方法进行了对比，结果表明，以球概率误差半径为评价指标的三维评价结果与定位点空间分布的离散程度基本一致。采用三维评价方法可以使机床重复定位精度的评价更加全面，可为机床整体性能的提升提供更可靠的理论指导。     

一种新型大尺寸长度校准装置的研制

介绍了一种新型的大尺寸长度校准装置,该装置解决了激光干涉仪等高精度大尺寸长度测量仪器的实验室校准与溯源问题.通过采用三路相干光进行测长,根据两辅助光路与主光路的测长偏差计算阿贝角,实现了阿贝误差的实时补偿.利用标准双频激光干涉仪测试了阿贝误差的补偿精度,35 m测量范围内的比对误差小于±3μm.测量精度达到了单光路同轴测量的水平.     

基于感兴趣区域的彩色三维物体快速喷绘方法

目的 针对目前三维空间喷绘效率低及个性化不足问题,提出一种基于感兴趣区域再分割的三维物体快速喷绘方法.方法 首先利用感兴趣区域算法提取出彩色图像中最显著部分,再通过一种新灰度图再分割算法进行二次图像处理,得到具有不同显著性区域等级的图像,将带有区域分级图像和原图像进行合并,得到具有区域分级的彩色图像.然后通过三维纹理映射方法,将后得到的彩色图像映射到目标三维模型,三维模型的表面就带上所需的纹理信息.再利用一种新的多喷头控制技术,合理地安排不同的喷头处理不同的区域.最终通过信号传输,将打印文件传输到机械臂,机械臂进行工作喷绘.结果 该三维喷绘方法对半径为100 mm球体的工作总时间为100.34 s,具有较高的工作效率.结论 相较于传统的三维喷绘,基于传统的感兴趣区域的喷绘所提出的基于感兴趣区域再分割算法,在保证喷绘精度的前提下显著提高了喷绘效率,在性能指标上总体优于传统的感兴趣算法.     

基于激光扫描仪的点云配准方法

针对激光扫描仪实际扫描得到的不完整点云配准困难问题,提出了一种基于对应点对的配准方法。通过激光扫描仪进行实验,得到被测工件的实测点云数据,基于Visual Studio软件配置Point Cloud Library环境,对实测模型与理想模型的点云配准进行研究。首先对实测点云数据进行体素滤波以及均匀下采样的预处理;其次通过对应点对的方式进行对齐为后续精细配准提供较好的变换初值,后基于ICP算法实现点云配准精配准;最终以均方根误差作为点云配准精度评价指标对配准结果进行评价。借助CloudCompare软件对配准结果进行直观展示分析可知,在实测工件本身存在不绝对光滑的情况下,配准的均方根误差可控制在0.62 mm,表明该方法对于不完整点云的配准效果较好。     

激光三维雕刻中扫描算法的研究

采用分层制造原理研究激光三维雕刻技术.在对现有激光扫描方式进行分析的基础上,从算法实现的难易程度、扫描效率及对硬件性能的要求等方面综合考虑,确定将直线扫描作为激光三维雕刻的扫描方式.给出了激光三维雕刻中直线扫描的原理,详述了扫描线生成算法并实现阴刻及阳刻扫描.针对直线扫描中存在的不足,提出并实现了一种新的直线扫描算法.应用结果表明,该算法稳定可靠、效率高,完全满足激光三维雕刻中的扫描需求.     

地面三维激光扫描仪距离校准装置及测量不确定度评定

距离测量结果的准确度是衡量地面三维激光扫描仪测量精度的重要技术指标.采用精密气浮导轨、高精度全站仪以及标准靶球建立了三维激光扫描仪距离校准装置,实现了室内80m范围该类仪器的绝对测距和相对测距能力的校准测试,并对校准结果进行了不确定度分析.     

一种单频激光干涉仪非线性误差修正方法研究

针对单频激光干涉仪在位移测量中存在的非线性误差问题,研究了一种基于几何距离最小化的Heydemann修正算法,使用Jamin干涉仪和纳米位移台搭建了验证性实验。Jamin干涉仪是一种基于平面镜的差分结构单频干涉仪,当被测物体移动时,干涉仪输出两路相位差为90°的正交信号,这两路信号既用于Jamin干涉仪解算位移也用于验证论文的修正算法。实验结果表明,修正后的位移的拟合优度与Jamin干涉仪解算结果接近,决定系数约为1。相比Jamin干涉仪,在压电陶瓷同等驱动条件下,修正位移与电容传感器的位移的残差均较小,修正精度均高于Jamin干涉仪解算结果。     

一种简便的地面激光扫描仪精度检测方法

一、引言 地面激光扫描仪（Terrestrial Laser Scanner,TLS）是一种不同于传统单点测量方式的新型光电测量仪器,它采用非接触式高速激光测量方式,可在复杂的现场和空间对被测物体进行快速高密度扫描测量,以便快速、高效、精确、全面地获取被测目标表面的空间点位及亮度信息——点云数据。点云数据经过计算机处理后,     

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。     

一种新的基于彩色伪随机编码投影的三维重构方法

提出了一种新的基于彩色伪随机编码投影的三维重构方法.考虑到投影仪投影射线的不变性,将其视为逆向摄像机,利用射线交汇定位思想,将经过物体表面同一编码特征点的投影射线与成像射线视为一对异面直线,通过求取异面直线公垂线中点坐标来重构编码特征点的空间坐标,实现场景中物体三维信息的获取.文中详细叙述了该重构方法并进行了实验,验证了其有效性.     

热管传热性能的评价方法及其测试装置

热管是一种利用工质相变进行热量传递的高效传热元件。文中介绍了一种等效的评价热管传热性能的方法即管内等效对流换热系数法。此外 ,还介绍了等效对流换热系数法测量装置。利用该装置还可研究不同的充液率、不同成分的工质以及倾角对热管传热性能的影响 ,从而研制出高效传热性能的热管     

具有快速收敛特性蜂群算法的球度误差评定

将蜂群算法应用到球度误差评定中,给出最小区域球度误差评定模型.根据球度误差评定的特点,改进了基本蜂群算法.首先从雇佣蜂中按概率引进一组蜂群实现最优搜索,加快算法的收敛速度;再按照概率随机选择部分侦察蜂在当前最优解邻域内搜索,提高算法跳出局部最优的能力.通过典型测试函数验证了该算法的可行性.比较改进蜂群算法与几种典型群智...     

基于线激光传感器的工件尺寸测量系统的误差补偿方法

提出了一种基于线激光传感器的工件尺寸测量系统的误差补偿方法,利用坐标系投影和图像处理技术进行误差补偿。设定传感器坐标系OM-XMYMZM和设备坐标系O-XYZ,分析坐标轴夹角φ、δ、γ对工件尺寸坐标值X、Y、Z的误差,建立了基于φ、δ、γ在XOY、YOZ、XOZ平面上的投影角α、β、θ的误差补偿模型。利用图像处理技术测得α、β、θ,计算经过误差补偿的工件尺寸坐标值X′、Y′、Z′。对尺寸100mm×100mm×10mm的长方体工件进行测量实验,分别测量了长度、宽度、圆心距、圆直径、圆线距、台阶高度。测量结果表明:经误差补偿后的工件尺寸测量误差在40μm以内,优于未补偿前的520μm;均方根误差低于40μm,优于未补偿前的580μm。其中,圆心距误差补偿效果最显著,测量误差减小了560μm;圆直径误差补偿效果最不明显,测量误差减小了10μm。     

大长度激光测量中阿贝误差消除方法的研究

提出一种基于3路独立激光干涉仪消除大长度激光测量中的阿贝误差的方法,3路干涉仪的安装位置可布置成任意三角形。通过3路干涉仪的测量结果及被测仪器与3路干涉仪安装位置的几何关系,构造一路与被测仪器同光路的虚拟干涉仪,推导虚拟干涉仪的测长公式。该算法对干涉仪的安装位置无特殊要求,在实践中易于实现。为验证算法的有效性,依托于室内80 m大长度标准装置,通过改变被测仪器安装位置,在45 m范围内进行了3组不同的验证实验。实验结果显示消除阿贝误差后,残余的其它误差的最大值仅为1.10 μm,该算法可有效地消除阿贝误差。