舱段自动装配位姿求解方法研究

在航天器自动化总装过程中需首先确定航天器舱段在装配空间内的准确位姿,为实现舱段位姿的快速精准求解,以圆柱体类航天器舱段结构为例,提出了一种矢量位姿求解法。通过在舱段的圆柱面上合理布设特征点,利用阻尼最小二乘法求解舱段连体坐标系原点在装配空间内的位置矢量,并结合空间圆柱面方程求解舱段连体坐标系的旋转矩阵,进而求得舱段的6个位姿参数。对矢量位姿求解法进行数值仿真,仿真结果验证了该方法的有效性和准确性。     

基于摄影测量的飞机工装关键特征实时估算方法

飞机装配是飞机研制的重要阶段,其精准执行是飞机服役性能与结构安全的重要保障.飞机工装作为装配过程的定位基准,其各定位器的关键轴线、形面位置等几何特征高精监测对于提高飞机装配质量至关重要.然而,受限、遮挡的测量环境直接导致关键几何特征难以实时高精监测.针对飞机装配过程中,工装定位器关键几何特征实时监测困难问题,提出了一种...     

基于粒子群优化算法的直线拟合及应用

将粒子群优化算法和传统最小二乘法相结合,采用残差平方和准则、绝对残差绝对值和准则、相对残差绝对值和准则建立了一种基于粒子群优化算法的直线拟合方法,获得了比传统最小二乘法拟合要好得多的估计结果,实验证明了该方法的有效性及高精度性。     

面向工件自动化装配的空间位姿柔性接触式测量方法研究

自动化装配精度极其依赖于自动化位姿测量精度。 目前常用的位姿测量方法基于非接触式测量方法,该方法随光照、 畸变等影响鲁棒性不高。 为提高位姿测量柔性和鲁棒性,本文提出一种基于接触式位姿测量方法,该方法基于多测针接触式测 量系统,通过解耦将位姿调节量转化为姿态、圆心、相位相互独立的测算量。 首先采用视觉引导方式构建视觉坐标系实现点位 测量路径自更新实现柔性测量,然后通过测量工件平面、圆周、孔位圆周获取坐标点位,最后采用最小二乘法拟合平面并将圆周 点位进行投影拟合圆心,求解定位孔圆心构成的向量空间夹角得到姿态、相位及圆心的调整量。 本文所述方法可以提高测量效 率,解耦调整方式大大降低了位姿联调的相互影响,提高了位姿测量的柔性和鲁棒性。 通过实验对本文所提方法的有效性进行 验证,实验结果表明:采用空间位姿柔性接触式测量方法进行测量后调整,其工件相对位置偏差在 0. 075 mm 以下,姿态角度偏 差在 0. 02°以下,相位角度偏差在 0. 055°以下。     

透镜中心偏测量中一种光轴拟合的新方法

光学中心偏测量对光学系统的检验和装校起着重要的作用,光轴拟合则是对中心偏测量数据的优化过程。提出了一种光轴拟合的新方法。该方法具有一些特点：原理上更科学,符合光学测量的实际;数学模型简单,易于编程实现;可以响应一些特殊的测量要求。该方法已经用于对多组实测数据进行优化,达到了预期的优化效果。     

一种基于人头特征的人数统计方法研究

对固定镜头下视频序列中人群的计数方法进行研究。根据人头的轮廓特性和颜色特性,提出一种人头检测的方法,较好地适用于稀疏人群和对遮挡不是十分严重的人群。把检测出的头部的中心点作为运动人体的特征点,利用基于目标运动连续性的匹配算法对人头部进行匹配跟踪,从而实现人数的计数。实验表明,该方法具有很好的实时性和较高的计数准确性。普通PC机即可实现。     

基于直线拟合的高温板材边缘检测方法

提出了一种基于最小二乘原理的垂直拟合边缘检测方法。该方法针对高温板材热膨胀率测量过程中异常边缘点随机出现的特点,利用最小二乘法同时拟合两个相互垂直方向上的边缘直线,并进行多次重复拟合使边缘直线逐渐接近真实值。实验表明,该方法能在异常点存在的情况下准确、快速地拟合出高温钢板图像的边缘直线。     

基于圆拟合的孔系中心坐标高精度检测方法研究

介绍了一种基于线阵CCD的工件表面孔系中心坐标高精度非接触式测量系统 ,并详细讨论了根据最小二乘法原理用圆拟合识别孔中心的方法。这种方法解决了测量系统两个方向上分辨率不一致的固有缺陷 ,同时较好地克服了测量过程中各种干扰因素对检测精度的影响 ,使圆心识别精度达亚像素级。     

最小二乘圆法拟合激光斑点的一种方法

介绍了激光标记求取目标物体深度信息的方法。由于激光源打在目标物体上形成具有一定面积的光斑,在CCD成像后的像平面上必然也形成一定区域的斑点,为了精确地确定目标物体的深度信息,需要计算激光斑点中心的位置。提出了最小二乘圆法求取激光斑点中心位置的方法,并给出了算法实例。     

一种基于最小二乘法的离散点螺旋线式拟合算法

针对数控加工中,小线段刀路轨迹数据量较大的问题,提出了一种利用阿基米德螺线拟合小线段轨迹（离散点）的算法,分析了阿基米德螺线参数与切矢、径矢夹角的关系,给出了拟合误差的计算方法。基于最小二乘原理,通过前寻、回溯离散点集,在满足精度要求的前提下,用较少段螺旋线拟合该离散点集。仿真结果表明,阿基米德螺线拟合离散点具有数据量小、拟合精度较高的优势。     

无预估函数模型的数据拟合方法

以离散数据作为研究对象,介绍了两类离散数据的拟合：一是可预估函数模型的数据拟合,二是无预估函数模型的数据拟合,其方法具有实用性。     

面向筒类舱段自动装配的两点定位调姿方法

为解决航天器数字化对接装配中的调姿问题,提出了两点定位调姿法：通过改变对接舱段上2个关键点的位置来实现舱段空间位姿的调整,采用五次多项式轨迹对舱段进行调姿轨迹规划并约束舱段的运动参数,确定舱段合理的调姿时间,保证舱段平稳快速地完成对接任务。该方法简化了调姿算法,采用串联机构即可满足调姿算法要求,避免了多轴协调控制,降低了控制难度。利用ADAMS对所提出的方法进行仿真验证,通过两点定位调姿法调整对接舱段可使其到达目标位姿,位移、速度、加速度轨迹光滑连续,同时满足各边界约束条件,调整后舱段姿态与目标坐标值最大偏差为-0.08 mm,调整过程中最大加速度为10 mm/s2。仿真结果表明,两点定位调姿法可满足筒类舱段数字化装配调姿的精确性、稳定性和高效性要求,有助于实现筒类舱段调姿过程的自动控制。     

一种直线拟合法中拟合误差的简便计算方法

介绍了一种数控加工中用直线拟合非圆曲线时拟合误差计算的基本原理和具体方法。采用这种方法，可以手工进行拟合误差的计算，为手工编程带来极大的方便。     

修配法尺寸链的分析及其新解法

分析了修配环在修配前后两条装配尺寸链的情况,建立由修配量参与的工艺尺寸链,利用虚公差,提出了求修配环尺寸的一种新方法。     

散乱测量数据多层次B样条逼近曲面拟合算法

提出了一种散乱测量数据的快速曲面拟合方法。该方法使用由粗到精的有继承关系的控制网格分级,从而产生相应的拟合逼近函数,每一级都比前一级更加逼近测量数据。拟合曲面的精度与光顺性可通过适当选择分级层数得到控制。当控制网格分级足够多,密度足够大时,最后拟合结果是插值于测量数据的C2连续曲面。     

基于平面表像法和多关节联动的刀具刃磨位姿调整

在工具磨床上刃磨刀具时,待刃磨面的位姿调整涉及复杂的空间平面联动变换,其角度调整的计算问题用一般方法很难解决。以平面表像法为基础,建立了刀具待刃磨面的平面像图,提出了一种将空间平面的旋转问题转化为射影平面内像点的移动问题,进而利用万向夹多关节联动旋转来实现刀具刃磨面位姿调整的方法,并给出了相应的计算公式。刃磨实验与建模仿真表明,所提方法能够方便地刃磨出具有不同切削角度组合的单点刀具。     

一种面向球姿态检测的图像透视畸变校正方法

针对球姿态视觉检测中图像的“近大远小”透视畸变问题,提出了一种面向球姿态检测的图像透视畸变校正方法。基于相机成像模型分析了透视畸变的特点及产生原因,根据已知的球体特征模型、相机标定技术和逆透视变换原理构建了图像透视畸变校正模型,进而实现球体任意姿态图像的透视畸变校正。实验结果表明,利用该方法测量直径60 mm以内的球体姿态时平均绝对误差低于0.6°,且该方法适用于工业生产中球体的其他视觉测量。     

伺服压力机滑块运动曲线拟合和计算

利刚次谐波法和拟合精度自动调整法，实现伺服压力机滑块位移曲线的高精度拟合，推导滑块速度和加速度计算公式。并探讨滑块位移拟合精度对滑块速度计算精度的影响。通过实例计算证明本方法的有效性。     

螺旋锥齿轮拟合齿面啮合特性分析方法

已知齿面测量的采样点，利用微分几何及Ferguson参数样条曲面原理，建立了螺旋锥齿轮齿面拟合的数学模型。根据优化求极值复合形方法和共轭理论，通过变定义域，快速求解齿轮副拟合齿面接触点，并运用V—H接触区调整方法，研究了拟合齿面接触迹、接触区和运动误差曲线的求解算法，绘制出相关图形并给出了实例。