基于速度三角波的激光跟踪仪动态定位误差校准技术的研究北大核心CSCD

激光跟踪仪作为大尺寸精密坐标测量仪器,其动态定位误差精度备受关注。而其校准技术还停留在静态校准和动态跟踪性能校准的状态下。在少有对激光跟踪仪动态定位误差校准的前提下,通过对激光跟踪仪的误差分析,提出了基于速度三角波的激光跟踪仪动态定位误差校准方法,并对校准模型中运动目标的规律和运动轨迹进行了分析,设计了激光跟踪仪校准实验。实验结果论证了校准方案的可行性和必要性,对最大测量速度赋予了更为详细的定义。     

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.     

激光跟踪仪校准中的测量不确定度评估

介绍了LTD500/LTD640/AT901-B激光跟踪仪示值校准结果的测量不确定度的评定过程,并验证了该方法的可靠性。对于目前激光跟踪仪示值校准过程的解决方案提出了一些自己的见解。即:如何在确保系统精度符合性要求的前提下,依据激光跟踪仪的用户的实际使用状况及各项标准测量不确定度的分量对测量结果影响的权重,来有效地选用校准仪器和确定被校仪器其校准项目及校准方法。     

激光跟踪仪系统测量不确定度预测方法研究

针对测量系统的测量不确定度预测问题,将现代信息论的思想应用于激光跟踪仪测量系统的测量不确定度分析与预测中,采用现代信息论中的时间序列自回归模型(AR模型)建立测量系统不确定度预测模型,揭示测量系统的结构与规律,对测量系统进行预测分析,提高测量系统的测量精度.通过建立基于AR模型的激光跟踪仪测量系统的测量不确定度预测模型,对激光跟踪仪系统的测距误差进行了预测分析.仿真实验表明,基于AR模型的测量系统的测量不确定度预测模型具有良好的精度,而且该模型预测分析数据具有可靠性.     

基于激光跟踪仪和坐标测量臂的工业测量系统

针对激光跟踪仪测量大尺寸复杂结构目标时存在测量盲区的问题,将激光跟踪仪和坐标测量臂联合起来组成一种新型工业测量系统。以激光跟踪仪为系统的测量基准,采用基于bundle技术的多公共点作为坐标测量臂坐标系与激光跟踪仪坐标系的联系纽带,充分利用激光跟踪仪测量准确度高和坐标测量臂灵活的特点,可以有效完成复杂大型工业测量任务。     

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。     

基于激光跟踪仪的拖曳水槽车速动态校准

针对拖曳水槽测速轮静态标定后动态使用可能导致系统偏差的问题,提出一种基于激光跟踪仪的拖曳水槽车速动态校准方法。首先对激光跟踪仪的测速偏差进行了校准和修正,然后利用其开展了拖曳水槽车速动态校准研究;比较了水槽测速轮系统动态校准和静态校准的差异,发现采用测速轮系统在低车速下示值偏低,建议不同车速下采用不同的编码器系数;分析了车速稳定性和测速轮动态性能对校准结果的影响,探讨了实际情况下校准不确定度的评估方法。     

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2.5 m距离上的测量误差仅为0.023 mm,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。     

一种提高激光跟踪仪转站准确度的方法

分析了激光跟踪仪在进行坐标转换时存在的测量误差,经过对跟踪仪转站算法的研究,提出了一种基于整体最小二乘的七参数布尔沙模型的坐标转换方法,并用Leica公司的AT960激光跟踪仪进行实验论证。研究结果表明,采用整体最小二乘法比传统最小二乘法进行坐标转换得到的结果更好,有利于提高激光跟踪仪转站的准确度。     

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。     

模块化六自由度机器人运动学标定与实验研究

针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置,将其与运动学模型求解得到的机器人末端位置进行比较,验证了误差模型的正确性。然后将误差模型计算得到的机器人连杆参数误差在机器人控制系统软件中进行修正。最后利用激光跟踪仪测量机器人的关节转角间隙误差,将误差值转换成脉冲数并在软件中进行补偿。机器人运动学标定实验表明,使用激光跟踪仪进行连杆参数误差补偿和关节转角间隙误差补偿可以明显的减小绝对定位误差,绝对定位误差降低了69.6%,定位精度有了明显的提高。     

基于激光跟踪仪的协作机器人标定算法与实验研究

为了提高机器人末端绝对定位精度,提出了一种基于激光跟踪仪测量的机器人几何参数标定方法,对协作机器人的参数误差进行辨识和补偿.为了避免机械臂相邻两个轴平行时会出现奇异性的情况,采用了MDH参数法建立误差模型;为了把测量数据定义在同一坐标轴上,结合了机器人工具坐标系转换(靶球中心点相对于机器人末端坐标系的平移变换);进而用...     

低温液位传感器校准装置几何误差辨识方法的研究

针对低温液位传感器校准装置的夹具端空间姿态问题,提出了一种基于多边法原理的误差辨识方法。利用激光跟踪仪测距精度高的特点,采用多边法原理对校准装置夹具端的运动轨迹进行标定,以重力加速度方向为Z轴反方向建立虚拟坐标系,利用刚体中两点位置始终不变的特性,获得被测点6项误差的冗余数据,实现校准装置几何误差的辨识。仿真结果表明,所提出的方法具有一定的可行性,采用遗传算法与信赖域法、Guass-Ne叭加法相结合的方法,在一定程度上避免因初值难以确定造成的数据不收敛问题。     

一种天线转向精度标定方法

随着技术的发展,天线被广泛应用于各个领域。天线的转向精度直接应影响探测的准确性。提出一种基于激光跟踪仪的天线转向精度标定方法,通过测量定位点得到坐标值,建立空间圆方程并用最小二乘法求解;利用坐标系转换算法分离轴向跳动;分析了影响圆拟合精度的因素并给出了优化方案。现场标定实验证明了方法可行性。     

激光跟踪测量系统的原理及在车身在线检测中的应用

激光跟踪测量系统是一种高精度的工业测量仪器，它具有测量精度高、实时快速、动态测量、便于移动等优点，但其原理实际上是一台单频激光干涉测距、又能自动跟踪目标的全站仪。激光跟踪仪在航空航天、汽车制造、电子工业、高能粒子加速器工程以及大尺寸计量等行业中，已有广泛应用，我国自90年代中期开始也已大量引进该类仪器，并已应用于生产实践和科研。本文主要介绍激光跟踪仪的原理，校准方法及在汽车工业的一个应用情况。     

一种通用的工业机器人位姿检测方法

为满足带有不同末端执行器的工业机器人系统的绝对位姿检测需求,提出一种通用的检测方法。其基本原理是以激光跟踪仪测量固定在机器人末端的4个参考点从而间接测量机器人的绝对位姿,并与指令位姿比较实现机器人位姿准确度和位姿重复性检测;其中,参考点坐标及机座坐标系通过多姿态约束同步标定,并设计非线性标定算法。通过末端带有制孔执行器的KUKA KR210 R2700工业机器人的位姿检测实验表明：该检测方法的准确性可满足机器人位姿检测的需要,且无需特殊的机械工装,具有良好的通用性;基于多姿态约束的非线性标定方法具有良好的鲁棒性,可有效的减小因机器人运动模型不准确引起的标定误差。     

轴线测量与迭代补偿的机器人几何参数标定

为了提高串联工业机器人的绝对定位精度,提出了采用轴线测量与迭代补偿相结合的工业机器人几何参数标定方法。首先利用激光跟踪仪测量机器人单轴运动的轨迹,将所测轨迹点通过空间投影计算各轴线的位置;然后根据机器人模型参数的几何定义提取机器人模型的实际参数,并采用基于距离误差的迭代补偿方法进行参数标定效果验证。对埃夫特ER10L-C10工业机器人进行标定实验研究,结果表明:机器人绝对定位误差的最大值、平均值和标准差分别从补偿前的4.215、1.932和1.437 mm减小到补偿后的2.979、1.015和1.031 mm,该方法能够简单快速标定出机器人模型的实际几何参数,有效提高了机器人的绝对定位精度。     

激光跟踪测量系统

介绍了激光跟踪测量系统的组成、工作原理、测量方法,并就其使用中应注意的问题作了阐述.     

测量刚体位移的非接触式光电系统

首次提出用标定法测量刚体的线位移和角位移的方法，该方法具有结构简单，性能可靠，非接触性，集成化高，工业上易实现和价格便宜等优点。本文同时还采用了一个小功率激光器为光源，ＣＣＤ为光电转换器件。最后通过相关分析法和数据拟合技术等图象处理技术，提高了整套系统的分辨率。