四路激光跟踪柔性坐标测量系统的跟踪器设计

激光跟踪器是激光跟踪坐标测量系统的关键部件。采用双电机驱动的单转镜结构,模拟式的P ID与单片机的数字式P ID相结合的闭环控制方案,设计了一种新型的激光跟踪器。该跟踪器具有跟踪快速、平稳,反射基点在跟踪过程中保持不动,跟踪精度高等优点,并成功的应用于四路激光跟踪柔性坐标测量系统。实验表明,激光跟踪测量系统的有效跟踪速度优于0.4m/s,综合测量精度1.2μm。     

多边法激光三维坐标测量系统及其跟踪机构设计

为实现对空间目标三维坐标的测量,研究出一种基于多边法的激光三维坐标测量系统。系统使用了四路激光跟踪干涉仪,通过冗余设计使系统具有许多独到的功能特点。由于跟踪机构的性能对整个测量系统的影响大,为此设计了一种独立式跟踪机构。介绍了系统的工作原理和主要功能特点,论述了跟踪机构的工作原理、结构及其误差。对有关实验的方法、结果做了简要论述。     

激光跟踪多边测量自标定优化方法

激光跟踪多边法在测量空间大尺寸物体时,测量精度受诸多因素的影响.自标定过程是否精确是其中一个关键因素.本文提出一种自标定优化方法,通过引入优化标定点的十字交叉空间分布模型,对初次自标定得到的激光基站数据进行再次标定,利用优化算法求出更为精确的激光基站数据,从而减小了自标定过程中产生的误差,提高了激光跟踪多边测量的精度....     

球坐标法激光跟踪测量系统自校正方法研究

建立了测量系统运动学模型;针对以往球坐标激光跟踪系统中参考点只能借助于外部具有更高精度的仪器来校正的缺点,提出平面约束自校正方法,并对测量系统进行了自校正研究.仿真结果表明了平面约束自校正方法的有效性.     

球坐标法激光跟踪测量系统自校正方法研究

建立了测量系统运动学模型;针对以往球坐标激光跟踪系统中参考点只能借助于外部具有更高精度的仪器来校正的缺点,提出平面约束自校正方法,并对测量系统进行了自校正研究。仿真结果表明了平面约束自校正方法的有效性。     

四路激光跟踪柔性坐标系统绝对零位标定

在激光跟踪干涉三维坐标测量系统中,系统的标定精度直接影响着系统最终测量精度。由于自标定方法的标定精度不高,为了提高系统标定精度,并给出系统的绝对零位值,提出了一种直线法标定思想,利用一个普通的激光干涉仪,测量出目标点沿直线运动的位移量,然后计算出坐标系统的基点坐标和绝对零位值。考虑到基点和目标点的位置布局对系统标定精度的影响,分析并确定了一种优化布局方案,并对其进行仿真。仿真结果表明,目标点对称分布的布局所标定出来的基点坐标和绝对零位值精度较高。     

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.     

激光跟踪运动物体空间坐标测量系统研究

基于激光跟踪干涉测量法建立的柔性三坐标测量系统能够有效地解决运动物体 (如机器人手臂、数控机床刀具 )空间位置测量 ,并且有望获得高的精度。讨论了球坐标法激光跟踪干涉动态测量 ,给出了测量原理和系统构成 ,建立了数学模型和实验。     

激光光笔式三维坐标测量系统的理论研究

本文提出了一种新颖的激光光笔式三维坐标测量技术,介绍了由三套CCD光电器件对空间发光点交汇成像而构成的三坐标测量系统,由于其测量头为带有点光源的笔,故称为光笔式测量系统.文章阐述了该系统的结构设计理论、测量原理及测量精度分析.理论分析与实验证明,该系统具有结构简单、应用方便、自动化程度高、测量精度高、适用范围广等先进特点,可有效地应用于机械制造、机器人及汽车检测、航空及医学等测量领域.     

基于双频激光干涉的坐标测量机测量不确定度检定系统

分析了现有坐标测量机精度检定的方法,设计了基于双频激光干涉仪为测量基准的三坐标测量机测量不确定度检定系统,给出了检定过程中测量数据的处理方法和测量不确定度的表达式.该系统利用高精度的直线静导轨和动导轨的组合可快速方便地实现三坐标测量机单轴和测量空间内测量不确定度的检定.     

外置式激光跟踪测距系统球形跟踪伺服机构的研究

介绍了外置式激光跟踪测距系统的原理 ,采用球形跟踪伺服机构的设计思想 ,设计了两维旋转跟踪伺服机构 ,并进行了试验研究。试验结果表明该机构具有结构简单、跟踪精度高、动态性能好的特点。     

形心测量跟踪电视系统

论述形心测量跟踪电视系统的构成、工作原理、关键技术及实用结果。     

激光制导测量机器人系统设计及运动学分析

提出新型“光束运动—光靶跟踪”激光跟踪测量方法,并在此方法基础上研究激光制导测量机器人技术,研制并开发一种能够在水平和垂直被测对象表面上运动的小型轮臂复合式激光制导测量机器人系统。该机器人机构融合轮式机构、爬行臂式结构和真空吸附式机构的优点,具有重量轻、体积小、运动灵活和反应快速等特点,可以根据不同被测对象表面特征变换测量模式,利用轮式结构实现机器人在水平被测表面上高速远距离运动,利用爬行臂式和真空吸附式机构实现机器人在倾斜光滑表面上灵活地爬行和转向。建立机器人的运动学模型并对其运动特性进行分析,利用激光跟踪仪和三坐标测量机对研制激光制导测量机器人进行性能测试,试验结果不仅证明了该机器人能够跟踪激光束自动高效地完成被测对象实体测量,同时也验证了所建模型的有效性和正确性。     

激光跟踪伺服系统设计与误差分析

三维伺服机构在柔性坐标测量系统中占有极重要的地位，在分析了其它激光跟踪机构的基础上，提出了一种匠独立式三维跟踪机构，详细论述了它的工作原理，同时也对伺服机构的加工误差，安装误差，伺服电路控制误差等进行了分析，实验证明了伺服转镜机构工作性能可靠，测量误差小，结构简单，容易控制。     

现场大空间测量中精密三维坐标控制网的建立

全局测量与精度控制是超大空间内精密测量的基础,决定着整体测量的性能和适用性。为提高整体空间测量精度,同时解决定向及尺度问题,必须在全局空间内布设高精度测量控制网。三维坐标测量作为几何量测量的重要代表,是建立控制网最直接且约束最强的控制条件。为建立大空间精密三维坐标控制网,采用激光跟踪仪多站位对空间全局控制点进行三维坐标测量,结合奇异值分解算法完成各站位的方位定向,并利用激光跟踪仪极高精度的测距值作为约束,对跟踪仪测角误差进行优化,进一步提高坐标控制网的精度。将该控制网建立方法应用于某飞机机翼表面形貌测量,实现激光跟踪仪全局控制与终端摄影测量的高效组合,以不同若干站位下全局控制点间距离比对结果表明该控制网对现场测量精度和可靠性的提高具有良好效果。     

An Integral Sliding Model Tracking Strategy for 3D Laser Beam Position Control

This paper discusses how to improve the tracking precision of a laser beam positioning system by using a new sliding model tracking strategy. A continuous strategy of integral sliding mode control is proposed in order to achieve high-accuracy and high robustness of position tracking control. Modelling deviation and unmeasurable external disturbance is compen-sated for by an integral action term. This scheme can solve the chattering problem without loss of robustness and controaccuracy. The simulation and experimental results show that a laser beam position control system with the integrated sliding mode control (ISMC) has higher robustness, higher global stability, higher tracking precision, and speed than a traditional controller.     

A Study on an Evaluation Method for Form Deviations of 2D Contours from Coordinate Measurement

A practical approach towards evaluating form deviations of 2D complex contour profiles from the coordinate measurement data of discrete points is proposed. In this approach, a 2D complex contour is represented approximately by the combination of straight line and circular arc segments under the condition of satisfying the prespecified interpolation accuracy. The form deviation of a measured point is calculated relative to the approximate contour and the form deviation of the whole contour is evaluated using either the minimum zone criterion (MZC) or the least squares criterion (LSC). It has been demonstrated that the difference between the deviation definitions, one relative to the original contour and the other to the approximate contour, is not larger than the prespecified accuracy value, i.e. the evaluation precision of the form deviation can be sufficiently guaranteed. The effectiveness and the efficiency of the approach are verified with a practical example of a planar cam contour. Moreover, a weighted LSC technique is proposed in order to obtain a rational evaluation result for the measured points with non-uniform length interval.