光学非球面坐标测量中位姿误差的分离与优化

在开发了一种专用非球面坐标测量机的基础上,分析了测量系统与工件在空间6个自由度上的相对位姿误差的关系,建立了位姿误差的数学模型。利用模型参数估计的方法,建立了测量数据与名义面形之间基于最小二乘法的优化模型,得到了上述位姿误差的最小二乘估计,并据此对工件面形误差测量结果进行校正,消除了位姿误差的影响,提高了测量结果的可信度与精度,最终使测量系统精度达到0.5 μm,重复精度优于0.3 μm。     

气动柔性球关节的位姿测量系统研究

基于新型气动人工肌肉提出了一种气动柔性球关节,介绍了气动柔性球关节的结构原理;重点讨论了针对该球关节的位姿测量系统原理及位姿计算方法;给出了实验结果并进行分析,表明设计的位姿测量系统是准确适用的.     

焊缝位姿及焊枪位姿的模型

针对机器人弧焊条件下的特殊要求,建立了焊缝位姿和焊枪位姿模型,以坐标系的形式定量描述焊缝及焊枪的位置和方向,确定了能够准确且严格地描述焊缝的焊接位置和焊枪姿态的参数：焊缝倾角、焊缝转角及焊枪工作角和行走角,并给出了计算方法。上述参数不但计算简便,而且可以直接代表焊接位置和焊枪姿态对焊接质量的影响因素。模型对于焊接工艺的建模与仿真以及机器人焊接的建模与离线编程具有非常重要的意义。     

基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定研究

针对传统的相机内参矩阵和相机位置参数标定方法较为繁琐复杂且与相机内参标定互相割裂的痛点,本文设计了一种基于机器人的对接位姿视觉测量系统标定方法,利用采集得到的不同位姿关系下标定板图像以及对应的末端机器人末端执行器位姿数据,解算视觉位姿测量过程中涉及到的不同坐标系间位姿转换关系,一次性完成相机内参标定和相机位置参数标定....     

便携式多功能光色测量仪的研究

介绍了多功能便携式光色测量仪的设计原理和方法，该光色测量仪能够实现亮度、照度、光通量及色坐标等多种光色参数的测量，具有测量精度高、性能稳定、小型化、携带方便等特点。     

并联机床工件位姿测量

因为并联机床的虚实轴之间的非线性关系，使得并联机床工件定位方法不同于传统机床。研究了并联机床工件位姿测量的基本方法，并给出了相关的计算公式。按这些方法设计的工件测量软件模块在并联机床工件测量中得到运用。     

关节式坐标测量机初始位姿对误差影响研究

采用Denavit-Hartenberg方法建立了关节式坐标测量机的数学模型,分析了影响关节式坐标测量机的误差源,并对第一关节的误差分布进行了仿真。通过关节式坐标测量机的第一关节在不同初始位姿下对被测工件进行测量与真值进行比较,分析在不同初始位姿下所测得结果的不同,得到了其第一关节的误差分布。实验表明关节式坐标测量机在采用相对角度编码器时,第一关节选择最佳初始位姿,可以有效地提高测量精度,减小误差。     

单目视觉位姿测量的线性求解

利用定位特征点在图像中的坐标求解空间位姿算法是单目视觉位姿测量技术中的关键.针对这个问题,在距离因子的基础上建立了非线性的位姿测量模型.利用代数变换方法将非线性测量模型转化成线性非齐次方程组.根据代数变换过程中变量之间的相互关系,建立方程组通解之间的乘积关系方程组.再次利用代数变换对乘积关系进行线性变换,并利用P4P问题中共面特征点姿态测量唯一解的特性,实现位姿测量的线性求解.通过数值仿真和实际测量两个试验对该位姿测量算法进行了精度验证,试验数据表明该方法可以有效抑制图像噪声干扰,提高位姿测量的精度.     

基于双目视觉的零件位姿测量系统研究

在机器人自动加工系统中，针对待加工零件存在体积大、异形等导致工件难以精确定位的问题，提出了一种基于双目视觉的零件位姿测量系统。在该位姿测量系统中，通过在待加工零件上放置不等腰直角三角形参照物的方法来对其进行局部双目拍摄。对拍摄后的图像采用Harris角点特征检测参照物角点并匹配，进而求解参照物的角点世界坐标，然后通过坐标变换完成对待加工零件的初始位姿测量。并建立了位姿测量系统的数学模型，通过MATLAB语言编写了位姿求解计算程序。最后搭建了位姿测量系统实验平台，联合C#语言设计了一款零件位姿测量系统软件，并进行了位姿测量实验。本视觉系统相对于市场上机器人加工系统中的视觉系统成本很低。实验结果表明该系统能够有效求解待加工零件的位姿，为修正机器人加工系统中的加工轨迹提供了技术支持。     

基于双目视觉的零件位姿测量系统研究

在机器人自动加工系统中，针对待加工零件存在体积大、异形等导致工件难以精确定位的问题，提出了一种基于双目视觉的零件位姿测量系统。在该位姿测量系统中，通过在待加工零件上放置不等腰直角三角形参照物的方法来对其进行局部双目拍摄。对拍摄后的图像采用Harris角点特征检测参照物角点并匹配，进而求解参照物的角点世界坐标，然后通过坐标变换完成对待加工零件的初始位姿测量。并建立了位姿测量系统的数学模型，通过MATLAB语言编写了位姿求解计算程序。最后搭建了位姿测量系统实验平台，联合C#语言设计了一款零件位姿测量系统软件，并进行了位姿测量实验。本视觉系统相对于市场上机器人加工系统中的视觉系统成本很低。实验结果表明该系统能够有效求解待加工零件的位姿，为修正机器人加工系统中的加工轨迹提供了技术支持。     

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。     

面向测量任务的坐标测量方案规划及仿真分析

构建了基于仿真技术和测量不确定度表示指南(GUM)的坐标测量方案规划模型,并对其中面向任务的不确定度以及不确定度影响因素进行了详细分析.以圆测量中采样策略的选择为例,对二维圆和三维圆的测量分别进行了仿真分析,得到了具有较高工程价值的仿真结果.     

可移动多维坐标结晶器内腔尺寸自动测量机的系统设计

介绍了一种专用于工字钢结晶器的可移动多维坐标尺寸测量机;概述了测量机的工作原理与机械结构,讨论了运动控制系统的设计和测量路径的规划等问题。     

测量不确定度评定在三坐标测量机中的应用

介绍了三坐标测量机的工作原理,并结合测量不确定度评定在测量工作中的应用,分析影响其测量结果的因素,并对测量结果的不确定度进行了评定。     

基于MATLAB的倒锥齿量球测量法计算程序的开发

介绍了倒锥齿量球测量法中跨球距M值的计算原理及公式 ,基于MATLAB开发了M值计算程序 ,并给出了应用实例     

基于便携式坐标测量机的大齿轮测量方法

针对目前便携式坐标测量机测量大齿轮的采样策略和评定算法存在的不足,设计了两种特殊的辅助标尺一渐开线标尺及螺旋线标尺.利用设计的两种标尺在大齿轮齿面上对齿廓及螺旋线的测量点进行标注,开展了齿轮的在位重复性测量的实验研究.利用关节臂坐标测量机及激光跟踪仪测量系统在德国计量研究院研制的1 m外径齿轮样板上开展了测量实验,采用INVOLUTE Pro对采样数据点进行评定,给出了测量结果及测量不确定度.测量实验表明,基于新的齿轮测量方法,关节臂坐标测量机比激光跟踪仪测量系统测量结果更为精确,测试结果与标定值最大相差8.16 μm.实验结果验证了提出方法的有效性,为便携式坐标测量机在大齿轮测量领域的应用提供了依据.     

三坐标测量机测量弧齿锥齿轮的方法与实例

以格里森制弧齿锥齿轮为例介绍了三坐标测量机在弧齿锥齿轮误差测量中的应用.旨在探讨通用测量设备进行复杂齿轮测量的一般方法.该研究工作分为两部分：一是从国标GB11365-89[1]中规定的测量指标中选择若干测量项目,根据各项目之定义,确定正确的测量方法及算法,进行数据处理后给出测量结果;二是测量实际齿面与理论齿面之间的误差,方法是将齿面划分为网格,测量出网格交点处的数值并与齿面方程的理论值进行比较,文中对第一部分工作进行了介绍.     

车轮轮廓测量仪结构的优化设计

提出了利用测量误差优化车轮轮廓测量仪的方法。基于该测量误差建立了优化数学模型，采用遗传算法进行优化计算，遗传算法保证了获得全局最优解。综合算例结果表明了该方法的有效性。     

天平式轴向质心仪

本文介绍了天平式轴向质心仪的结构原理及其灵敏度的调整方法；说明了构件轴向质心位置的测量方法及其误差分析。用这种方法测量炮弹头、小型弹箭等构件的轴向质心位置．其测量准确度优于O．1％。     

极坐标法测量齿形的精度分析

从方法论的角度分析了极坐标法齿轮测量系统的标准量、瞄准、测微和定位误差对渐开线齿形测量精度的影响。通过分析得出极坐标法比展成法更易达到较高测量精度的结论。