激光跟踪测量中跟踪机构的误差分析

对激光跟踪测量系统中跟踪转镜机构进行了理论上的误差分析 ,基点在运动过程中改变位置和光束反射点与基点不重合是导致误差的主要原因 ,文中还讨论了它们对测量结果产生的影响     

新型激光跟踪测量系统的设计

基于多边法原理,设计出一种新型的激光跟踪测量系统。该系统采用四象限光电池作传感器,准确地测量目标镜反射光线的位置,测量灵敏度为 200mV/mm;以双电机驱动的双轴单转镜作跟踪机构,结构简单,运动灵巧,立体转角约±35 °;模拟式 PID 与数字式 PID 相结合的控制方案,控制精度高,跟踪速度快。实验表明,系统跟踪速度优于 0.7m/s,综合测量精度 1.3μm 。     

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。     

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。     

光栅衍射法实时测量脉冲激光波长和方向

为了在恶劣环境下实时测量宽波段脉冲激光波长和方向,提出了使用光栅衍射测量脉冲激光波长和方向的方法。该方法利用激光的相干特性,不同波长的激光干涉后零级光谱和一级光谱之间的距离不同,入射方向不同其零级光谱位置不同,从而由探测器上读出的光谱位置可以求出激光波长和入射方向。根据测量原理设计了实验光路,主要由光栅、柱面镜以及探测器CCD构成。实验结果表明,该方法测量激光波长的最大偏差为6.2nm,入射方向最大误差为0.6°,可以实现激光波长分辨力10nm,入射方向分辨力1°的实时测量。     

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。     

多边法位姿测量系统中跟踪方式对测量精度的影响研究

为了精确测量大尺寸位姿,建立了一种由7台激光跟踪干涉仪组成的大尺寸位姿测量装置。根据测量各反射镜的激光跟踪干涉仪数量的不同,采用322和331两种跟踪方式对位姿测量精度的影响进行仿真实验,从而发现被测点位置与基站构成平面的距离相关,由坐标解算公式推导被测点坐标值与测量基站之间的相对位置与测量误差间的误差模型,通过分析x、y、z 方向上误差对距离变化的敏感程度,发现z方向距离变化引起的误差最为敏感。当被测点与测量基站的距离由1300.8mm减小到0mm时,测量误差由2.2μm增大到2626.1μm。实际姿态测量结果表明:当采用一种跟踪方式时可以避免被测点与测站点平面过近,有利于提高系统测量精度,所提出的误差模型可为多边法位姿测量系统的优化布局提供一种量化的理论分析方法。     

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.     

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。     

基准转换标准器在多系统集成中的应用

使用经纬仪、激光跟踪仪进行协同测量时需要对不同测量系统的测量基准进行基准转换,传统基准转换手段较为繁琐耗时.针对此问题,设计了一种新型便携式基准转换标准器,该标准器由基准转换组件、转向组件和三脚架组成,通过基准板上的测量靶点及立方镜构建坐标系,实现基准转换.经验证:该标准器在不同姿态下的平均位置偏差小于0.01 mm,...