空间直线度误差评定的新算法

针对在坐标测量机CMM上测得的空间直线度误差测点集(测点序列),为提高空间直线度误差的评定精度,运用误差理论和最小二乘原理,提出了基于测点集中心的最小二乘算法(LSABC算法),推导出了LSABC算法的数学模型。并根据其基于测点集中心的特点,在按LSABC算法对全部测点进行高低排序后,以其中两最高点的中点为基点,设计出了LSABC改进算法。最后,利用UG/GRIP语言对以上新算法编制了计算机程序,以进行数字实验验证。数字实验结果表明:新算法比传统的最小二乘算法和其他多种算法具有更高的正确度。     

网格逐次逼近评定深孔轴线直线度误差的研究

针对深孔直线度误差评定中难以确定满足最小条件的评定基线的问题,提出利用网格逐次逼近评定深孔直线度误差的方案;以网格逐次逼近为寻优手段在两个半球面内搜索最优解,建立了满足最小条件原则的评定深孔轴线直线度误差的数学模型;将分别处于两个半球面内的节点两两组合放入坐标信息库的一行,每一行坐标信息确定一条评定基线,以一次网格细分后直线度误差值的最小值对应的两点重新构建球面逼近,通过球面的网格细分不断逼近最优解;网格逐次逼近评定深孔直线度误差可以为任意方向直线度误差的评定提供参考。     

线结构光视觉技术与最小二乘法中孔直线度检测

设计了由激光发射器、CCD摄像机、计算机等组成的线结构光视觉测量系统,用于测量喷油器体中孔空间测点坐标。基于最小二乘原理,建立了中孔直线度的数学模型,推导出中孔直线度的计算公式。利用线结构光视觉技术和最小二乘法,计算出中孔直线度误差值。实验结果表明该方法得到的直线度误差精度较高,符合中孔直线度最低标准要求,具有较高的应用价值。     

利用投影变换的平面度误差评定

提出了一种利用投影变换的平面度误差评定方法。研究了用投影变换将平面度误差转化为直线度误差,简化了计算量的同时又能对平面度误差进行准确的评定。首先,用最小二乘法对原始测量点进行拟合得到最小二乘面作为评定基面,找出评定基面的最优法平面。然后,将原始测量点投影到最优法平面上。最后,在法平面上对投影后的点进行直线度误差的最小区域评定。用该方法对参考文献中的多组数据进行了验证分析,结果表明该方法不仅能够快速、准确的对平面度误差进行评定,而且结果比凸包法、改进遗传算法等更加优化,为平面度误差的评定提供了一种新思路。     

基于坐标变换原理的空间直线度误差评定

基于坐标变换原理和增量算法,提出一种空间直线度误差评定方法.将空间直线度误差评定转化为平面直线度误差和平面点集最小外接圆的评定.通过对比实验验证了所提出方法的可行性,而且该方法数学模型简单、计算过程简便、评定精度较高.     

基于最小二乘法的平面抛物线轮廓度的误差评定

本文给出了一种基于最小二乘原理的抛物线误差评定方法.根据抛物线本身的几何特性和限制条件,计算出各个测量点到拟合出的最小二乘抛物线的法向最短距离从而对抛物线轮廓度进行误差评定,计算简便且无需进行坐标转换.给出了其数学模型和具体的评定算法.     

稀疏点测量航空导管的圆柱拟合算法研究

航空导管是航空管路系统的重要组成部分,为保证导管质量需要对导管进行测量获得其几何参数。为获得导管几何参数需要对测量点进行空间圆柱拟合。目前已有的圆柱拟合算法需要稠密的点云,有时受限于测量时间和环境只能获得稀疏的测量点,过少的测量点影响了圆柱拟合的精度,无法准确获得导管几何参数。针对这一问题,提出一种通过计算点云投影点的圆度来选取圆柱拟合时的初值的圆柱拟合算法。算法首先将采集的点云分别投影到以各个单位向量为法向量的平面上,将投影点拟合成圆,计算其圆度;然后将圆度最好的一组单位向量作为拟合圆柱轴向的初始向量,对应投影圆的圆心坐标和半径作为圆柱轴心和圆柱半径的初始值;最后利用梯度下降法对圆柱进行拟合。实验结果验证了该算法不需要大量的测量数据就可以较为准确地拟合圆柱,可以用于航空导管几何参数获取。     

最小二乘与鱼群混合优化方法评定直线度误差的研究

为快速、精确的进行空间直线度误差评定,提出了一种最小二乘算法与人工鱼群算法相结合的混合优化算法解决该问题。首先利用改进的最小二乘算法获取过测点集合算术平均中心的最小二乘拟合直线,然后在该直线向量邻域内均匀生成人工鱼群算法的初始解,进而基于旋转逼近策略应用改进后的人工鱼群算法搜索最小包容圆柱的轴线参数。通过在经典人工鱼群算法中引入变异和淘汰机制,对传统鱼群算法中的聚群、觅食等行为加以改进,有效提高了鱼群算法的优化效率和稳定性。实验及仿真结果表明:文中算法与遗传算法、粒子群算法等其它多种算法相比具有更高的正确度,非常适合空间直线度误差的精确评定。     

基于最小二乘法的平面任意位置椭圆轮廓度误差的精确计算

本文给出一种基于最小二乘原理的椭圆误差精确的计算方法。根据椭圆的性质和特点,计算出各测量点到拟合出的最小二乘椭圆的法向距离从而对椭圆轮廓度进行误差评定,该算法不需进行坐标转换和等间隔测样。文中给出了其数学模型和具体的计算方法。     

平面任意位置双曲线轮廓度的误差评定

提出了一种基于最小二乘原理的平面任意位置双曲线轮廓误差评定方法。根据双曲线的几何特性和形状误差的定义,利用双曲线标准方程与平面二次曲线方程关系,得到平面任意位置双曲线的拟合方程,并通过双曲线方程及双曲线法线方程的特点,计算出各测量点到拟合出的最小二乘双曲线的法向距离从而对平面任意位置上的双曲线轮廓度进行误差评定。实例证明:该算法可以实现平面任意位置上的双曲线轮廓度误差评定,具有一定的评定精度,可适用于一些误差精度要求不高的零件或设备的轮廓度误差评定,并且不需进行坐标转换。