面向飞机大部件对接的标定点选择方法

飞机大部件自动对接中普遍采用靶标点来拟合大部件位姿,因此为了满足靶标点测量精度,需要合理布局测量设备位置以及合理选择拟合坐标转换矩阵的标定点。通过矩阵计算,在分析测量误差传递函数基础上,得出了测量设备的有效测量距离,同时提出了基于标定点的坐标系转换矩阵求解方法和选择标定点原则,最后结合现场采集数据验证了该方法应用在飞机大部件对接中测量靶标点坐标的可行性。     

高压脉冲电流光电测试系统设计及其标定

对120kV的单次高压脉冲电流,不能直接采用示波器电流探头进行直接测量.为解决此问题,笔者提出采用光电转换技术成功开发高压高速单次脉冲电流测试系统,有效解决了存在的问题,提高了系统的抗电磁干扰能力.同时在该测量系统标定时,利用脉冲信号源和示波器的电流探头进行测量,得到一组电流脉冲-示波器读数(I-V)校正数据,用这组数据绘制一换条校正直线.这里介绍系统的设计和标定情况并利用最小二乘法进行数据的直线拟合,得到一条拟合直线,并对残差和标定误差进行了估算.     

坐标测量数据稳健拟合算法与实验研究

测量机直线度误差是测量数据误差的主要组成部分,一般可采用测量标准件的方法进行标定。将最小截平方法引入移动最小二乘法,对标准件测量数据进行拟合处理,采用最小截平方法对移动最小二乘法的局部拟合系数进行估计,在支持域内实现对粗大误差的剔除,构造稳健的回归方法。与传统的移动最小二乘法相比较,该方法能够有效控制数据中粗大误差的影响,准确反映测量数据包含的信息。为了验证该算法的有效性,对坐标测量机标准件测量数据进行处理。实验结果表明,针对包含粗大误差的坐标测量数据,采用改进后的拟合算法,更能真实地反映测量机的直线度误差分布情况。     

基于SolidWorks与PC-DMIS的渐开线花键棒间距测量方法及应用

提供了一种不需要借助量棒来测量渐开线花键棒间距的方法。先用PC-DMIS软件将实际渐开线花键的齿廓通过数模采点的方式测量出来,将齿廓坐标导入Solid Works软件,借助软件的相切功能来拟合和测量棒间距,并进行实例比对。该方法具有测量不确定度小、易于实现参数化自动测量等优点。     

基于间接标定法的结构光视觉检测系统三维测量技术与试验评估

结构光三维测量系统的参数标定是获取三维数据的重要步骤之一,其中包括摄像机的参数标定和结构光平面的参数标定。为了解决传统光平面标定算法复杂、检测实时性低的问题,提出了一种基于定向移动平面标靶的光平面间接标定法,首先利用特征加窗提取技术和形态学细化算法对标靶平面上的光条进行中心线提取,进而获取光条中心线上的图像像素坐标点;其次结合已经标定好的摄像机参数和光平面所在的坐标分量的坐标值反解求出标定特征点的三维世界坐标;最后利用最小二乘法对求得的三维坐标点进行光平面拟合,从而实现对光平面的标定过程。采用Matlab GUI界面编程方法实现对光平面参数标定试验以及三维测量试验,验证了该方法的有效性和优越性。     

高精密转台标定方法研究

针对特定情况下高精密大型转台定位精度的标定问题,提出了一种采用激光跟踪仪标定的方法,首先分析影响标定方法精度的因素,通过优化测量参数及采样策略,建立基于激光跟踪仪的最优标定系统,拟合激光跟踪仪测得点所在的三维平面,通过坐标变换将测量点转换到二维平面上,拟合转换后的数据得到圆心坐标,最后计算相邻测量点与圆心连线的夹角,与理论值进行比较,从而确定转台的定位精度。实验表明,标定系统的精度满足要求。该标定方法简单可靠,提高了高精密大型转台的标定效率。     

基于内点法实现关节式坐标测量机参数标定

提出一种基于内点法的关节式坐标测量机参数自标定方法。首先,基于D-H方法,建立关节式坐标测量机的运动学模型,在此基础上建立参数误差模型。利用自制标定块,采用多位姿测量多点的方法获得标定用数据,从而使该标定方法能够在现场应用;以测量机的长度测量精度为基础建立目标函数,利用内点法进行参数辨识,该算法对迭代初值无要求,可有效提高参数标定成功率。通过标定实验得到坐标测量机的运动学参数,验证了该方法的可行性。经过标定后,关节式坐标测量机的单点重复性精度和长度测量精度分别提高了93.65倍和100.13倍。     

超声流量计几何参数测算方法及其不确定度分析

超声流量计基于时间和长度两个基本量来测量平均流速和流量,几何参数的测算准确度对流量计而言十分重要。可采用三坐标机或全站仪测量管壁点及探头点的三维坐标,并由三维坐标推算流量计几何参数及其不确定度。柱面拟合是流量计几何参数推算的难点与关键,利用Lukacs算法实现了流量计管段的柱面拟合过程,并利用Monte-Carlo模拟方法估算了坐标测量引入的不确定度。最后利用仿真实例说明了柱面拟合算法及其不确定度评估的合理性和有效性。     

REVO五轴测量系统探针变形量标定及光栅值提取

REVOTM是基于正交式坐标测量机设计和应用的、能够同时实现高效高精度测量的动态测头系统.针对REVO五轴测量系统在非正交式坐标测量机中应用的问题,提出了REVO测头探针变形量的标定方法,并从测量系统返回的有限数据中分离出了各主轴的光栅数据,实现了测量点三维坐标数据的重构.实验验证了所提出标定方法和各主轴光栅值提取的有效性和正确性.实验结果表明,经过探针变形量补偿后,测量误差最大值从0.202 1 mm降低到0.000 9 mm,所提取出的各主轴光栅值变化量降低了两个数量级.     

REVO五轴测量系统探针变形量标定及光栅值提取（英文）

REVO~(TM)是基于正交式坐标测量机设计和应用的、能够同时实现高效高精度测量的动态测头系统。针对REVO五轴测量系统在非正交式坐标测量机中应用的问题,提出了REVO测头探针变形量的标定方法,并从测量系统返回的有限数据中分离出了各主轴的光栅数据,实现了测量点三维坐标数据的重构。实验验证了所提出标定方法和各主轴光栅值提取的有效性和正确性。实验结果表明,经过探针变形量补偿后,测量误差最大值从0.202 1mm降低到0.000 9mm,所提取出的各主轴光栅值变化量降低了两个数量级。     

三维测量系统中基于圆锥拟合的旋转台轴线标定新方法

旋转台是三维测量系统的重要组成部件,其轴线的标定精度直接影响多视角测量数据的拼合效果。本文提出了一种基于圆锥拟合的高精度旋转台轴线标定新方法。该标定方法考虑了转台轴线与水平面不垂直的情况,把传统的旋转台标定参数由3个提高到6个。采用标准陶瓷圆柱作为标定物,通过将圆柱测量点云轴线进行最小二乘圆锥拟合、圆锥曲线方程标准化求解标定参数;仿真实验、旋转台标定实验、圆柱测量实验与航空叶片测量实验表明,圆锥拟合模型相比传统的圆柱拟合能获得更高的拟合精度。在圆柱标定实验中测量误差由0.042 mm降低到了0.032 mm,验证了本文方法在标定精度上的优势。     

随机模式投影双目测量系统中的单目测量

为克服基于随机模式投影的双目立体测量系统中的局部高光和自身遮挡,提出了一种由单摄像机-投影器构成两个单目测量单元的测量方法。首先,给出了一个标定算法,该算法只需从不同角度拍摄随机光场在普通白板上的图像(称为标定图像),就可以标定纯随机模板上每一点经投影镜头发出的光线,无需标定投影镜头畸变,且精度不受投影镜头畸变的影响。然后,将随机光场照射下的被测物体图像与标定图像进行亚像素精度的像点匹配,根据三角测量原理获取物体表面的三维点云数据。最后,采用标准平面和圆柱面对该方法进行测量精度验证,并给出了具体的测量实例。实验结果表明,标准试件拟合面的平均偏差0.02mm,测量不确定度0.05mm(3σ)。综合两个单目测量单元进行测量,能有效避免因高光和遮挡等原因引起的点云数据缺失。     

基于椭球拟合的三轴陀螺仪快速标定方法

陀螺仪是惯性导航系统的核心器件,其测量精度直接影响惯性导航系统的姿态解算的准确性,对其准确、快速地校准显得至关重要.目前陀螺仪所采用的位置标定和速率标定方法,存在测试条件苛刻,需要精密的标定测试设备和高精度的北向基准,且标定时间长等问题.在分析了三轴陀螺仪误差模型的基础上,提出了一种基于椭球拟合算法的三轴陀螺仪快速标定方法.该方法通过对三轴陀螺仪在不同姿态下对同一角速度矢量的测量数据进行椭球拟合,可快速标定出该三轴陀螺仪的零偏、灵敏度、不正交等静态误差,进而对角速度矢量测量数据进行补偿,以提高测量结果的准确度.实验结果表明该方法可有效提高三轴陀螺仪的测量精度.     

基于2D激光技术的轴径在线精密测量方法北大核心

针对轴径测量方法在精度、可靠性和适应性等方面存在的问题,提出一种基于2D激光测量和全量程标定校准的轴径精密在线测量方法。采用2D激光轮廓传感器同步采集检验剖面的二维坐标数据,基于采集的坐标数据和最小二乘拟合算法求解被测轴的半径,基于最小区域原则优选检验剖面,采用全量程标定校准方法建立轴径测量误差模型,利用误差补偿算法实时补偿系统的非线性误差,提高轴径测量的精度。研究结果表明,该方法测量相对误差小于1%,实现了免拆卸情况下的轴径非接触、在线、高精度测量。     

球坐标测量系统几何误差辨识及补偿方法

几何误差是影响球坐标测量系统精度的重要因素,误差补偿技术是提高其测量精度的有效方法。本文针对球坐标测量系统几何误差辨识及补偿问题,提出一种基于高精度球面靶标标定的误差辨识方法。首先,基于Denavit-Hartenberg方法建立球坐标测量系统误差模型;其次,分析基于高精度球面靶标标定的误差辨识原理;最后,运用该标定方法进行几何误差辨识仿真试验,并具体分析影响误差辨识精度的因素。仿真结果表明,基于高精度球面靶标的标定方法可以辨识出7项几何误差,经过误差辨识和补偿能够提高球坐标测量系统的球面面形测量精度。     

齿轮测量中心测头球心位置的标定

齿轮测量中心测头球心位置的标定是实现精确测量的前提条件。根据CNC齿轮测量中心的测量原理,将采集到的标准球球面上的点运用最小二乘法拟合出标准球球心的坐标,然后通过空间矢量运算确定测量坐标系原点的位置。通过坐标转换法,将测球球心在机器坐标系中的位置转换到测量坐标系,实现了对测头球心位置的标定。     

采用光学测棒的三目视觉坐标测量系统的理论研究

本文提出了一种基于手持式测量棒的三目视觉坐标测量系统。文中阐述了该系统的结构设计理论及测量原理，引入了一种全新的采用冗余差分技术的测量棒的结构．并且对其结构特点．及其实现自标定的原理进行了详细的分析。     

基于成像光线空间追踪的摄像机标定方法研究

摄像机测量模型和标定方法是视觉测量的关键,直接影响视觉测量系统的测量精度。针对这个问题,借鉴非成像模型的摄像机校准的思想,提出了基于成像光线追踪的摄像机标定方法。分析测量点经摄像机镜头成像的规律,通过空间直线确定摄像机图像坐标与测量空间的映射关系。使用像平面和两个空间平面的映射关系,建立空间直线表达方式,完成基于成像追踪方法的摄像机测量参数标定。通过噪声分析和精度测量实验对基于成像追踪的摄像机标定方法进行精度验证,实验结果表明该方法可以有效抑制标定数据噪声对测量结果的影响,提高摄像机标定精度。     

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。     

立体视觉和三维激光系统的联合标定方法

双目立体视觉和三维激光扫描是移动机器人环境探测与建模的常见传感测量方法。为实现两个系统的数据融合应用,必须为二者的测量坐标系建立数学关系,即对其进行传感器之间的位姿联合标定。为此提出了一种基于三维特征点距离匹配的联合标定新方法,设计了一种镂空棋盘格作为标定板。使用双目立体相机提取棋盘格角点三维坐标信息,使用激光测距雷达扫描获取镂空区域中心点三维坐标,最终通过最小化两组特征点的理论与实际测量距离的平方差获取两传感器坐标系之间的旋转矩阵和平移向量。进行的联合标定测量实验结果表明了该方法的准确性和可靠性。