激光跟踪仪现场测量不确定度的评定

提出了一种评定激光跟踪仪现场测量不确定度的方法。通过移站测量来获得几个固定点的坐标位置，然后将测量结果进行处理，给出整个测量系统的测量不确定度。主要目的是为了将测量现场的环境、操作人员的技术水平以及仪器自身的性能等各方面影响都包含在测量不确定度内，从而为仪器精度的现场评估、不同仪器的现场测量比较以及环境变化对测量结果的影响分析等提供量化指标。     

提升激光跟踪仪长度测量准确度的方法

提出了利用激光跟踪仪进行高准确度测量的方法.描述了激光跟踪仪测量时的特定设置,以获得具有激光干涉仪准确度的长度测量结果.通过几何推导,证明了这种方法不受激光跟踪仪角度测量的影响.列出了方法中主要的测量不确定度来源和不确定度合成的公式.     

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.     

激光制导测量机器人自动跟踪算法研究

介绍了激光制导测量机器人系统的组成和工作原理,结合被测工件CAD模型,提出一种激光制导测量机器人移动路径的规划方法,通过采用多点折线法实现机器人运动;在此基础上,研究了激光制导测量机器人自动跟踪激光束的跟踪算法.激光制导测量机器人对激光束的跟踪分解为位置跟踪和姿态跟踪.采用基于运动学的轨迹跟踪方法实现机器人的位置跟踪;通过坐标变换,得到与激光束姿态对应的光靶(SMR)姿态,保证SMR入射面法矢量方向与测量激光束的方向矢量相反.最后通过仿真软件验证了该跟踪算法的有效性和正确性.     

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2.5 m距离上的测量误差仅为0.023 mm,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。     

激光跟踪仪的动态特性研究

设计制造出一种标准圆轨迹发生器，可为标准反射镜的运动提供高精度的规定轨迹。介绍了在此基础上对激光跟踪仪的动态特性进行的研究和试验结果，并据此提出了激光跟踪仪动态特性评定的参数和方法，用于评价激光跟踪仪对物体运动轨迹的跟踪和测量能力。     

激光跟踪仪测量曲面的测量不确定度研究

针对激光跟踪仪用于曲面轮廓度测量的不确定度评定问题,在论述了激光跟踪仪的标定和面向任务的测量不确定度的基础上,重点研究了Monte-Carlo模拟方法评价面向任务的不确定度的基本思想,并提出了虚拟激光跟踪仪的概念.最后通过实验研究,验证了采用Monte-Carlo模拟方法评价激光跟踪仪测量曲面轮廓度的不确定度是可行的.     

激光跟踪仪现场评定装置

介绍了一种用于激光跟踪仪现场快速评定装置,采用激光干涉仪作为标准器,能够生成任意标准长度,符合美国ASME B89.4.19的评价方法,同时还具有动态参数校准和角度标定功能,实现了激光跟踪仪在工业现场的快速评定.     

采用激光跟踪仪测量飞机外形

利用激光跟踪仪测量空间点坐标的原理,通过“转站”建立飞机坐标系,采集飞机外形坐标点云,处理数据并建立数学模型。     

基于多基站激光跟踪仪的机器人位姿精度测试方法

针对机器人末端位姿精度测试的需求,提出了基于多基站激光跟踪仪的测试方法.该方法采用三靶球测量方案,通过非线性最小二乘法求解转站参数,并融合多基站测量数据实现机器人末端位姿精度的测试.通过直线导轨和转台标准器对该方法的测试效果进行实验验证,结果显示相对于单基站激光跟踪仪的测试方法,三基站测量的定位精度提升了38.5％,定...     

基于激光跟踪仪的超声流量计几何参数实测方法

针对需要现场安装的大口径超声流量计的几何参数外部测量问题,建立了基于激光跟踪仪的大口径超声流量计几何参数测量方法。利用跟踪仪在管道外部测量管段壁面和超声探头的三维特征,并通过三维建模工具获得管段和探头的相对位置关系,进而计算得到流量计几何参数。结合现场测量案例,评估了内径、声道长度、声道角、声道高度等参数对流量不确定度的贡献。该方法不仅解决了管道外部几何参数实测问题,而且能将不确定度水平控制在0.2%左右。与跟踪仪实测值相比,几何参数厂家设置值存在一定的差异,建议厂家和用户给予几何参数实测更多的关注。     

基于激光跟踪仪的协作机器人标定算法与实验研究

为了提高机器人末端绝对定位精度,提出了一种基于激光跟踪仪测量的机器人几何参数标定方法,对协作机器人的参数误差进行辨识和补偿.为了避免机械臂相邻两个轴平行时会出现奇异性的情况,采用了MDH参数法建立误差模型;为了把测量数据定义在同一坐标轴上,结合了机器人工具坐标系转换(靶球中心点相对于机器人末端坐标系的平移变换);进而用...     

基于激光跟踪仪的拖曳水槽车速动态校准

针对拖曳水槽测速轮静态标定后动态使用可能导致系统偏差的问题,提出一种基于激光跟踪仪的拖曳水槽车速动态校准方法。首先对激光跟踪仪的测速偏差进行了校准和修正,然后利用其开展了拖曳水槽车速动态校准研究;比较了水槽测速轮系统动态校准和静态校准的差异,发现采用测速轮系统在低车速下示值偏低,建议不同车速下采用不同的编码器系数;分析了车速稳定性和测速轮动态性能对校准结果的影响,探讨了实际情况下校准不确定度的评估方法。     

基于激光跟踪仪折射补偿的三维模体定位精度原位检测方法

提出了基于激光跟踪仪折射补偿的三维模体定位精度原位检测方法,建立了ADM和IFM测距误差补偿与靶球空间位置坐标求解模型,进行了理论模型验证实验与三维模体定位精度检测对比实验,实现了激光跟踪仪在玻璃介质下的高精度测量。实验结果表明:X、Y、Z坐标补偿前后的平均偏差分别由3.410mm、0.407mm、1.732mm减小到0.022mm、0.015mm、0.035mm,相邻点距离的平均偏差由0.266mm减小到0.017mm,与空气中激光跟踪仪的测量精度相当。在此基础上,以无玻璃遮挡的悬挂式检测方法为基准,两种方法测得的定位误差基本吻合。最后,利用蒙特卡洛法分析得到相邻点距离测量误差的标准差为0.012mm,满足检测要求。     

室内空间测量定位系统网络布局优化

室内空间测量定位系统(wMPS)是一种采用光平面交会的分布式大尺寸室内空间坐标测量系统,在众多影响其测量定位精度的因素中,发射站的网络布局直接影响着系统测量精度和使用效能。为优化系统的网络布局,本文从该系统的测量方程入手,提出了测量矩阵的条件数是衡量多平面交会优劣的量化指标,并建立数学模型,以此为优化目标,采用遗传算法作为优化工具,实现了指定测量空间下最优网络布局。最后设计了实验进行验证,实验结果表明该方法能有效提高测量精度。     

基于漫射照明的镭射纸颜色测量方法研究

镭射纸包装材料表面有金属光泽和虹光效果,这一特殊光学效果的存在,使得对镭射纸印刷品表面的颜色测量变得较为困难。研究了不同测试因素对漫射照明条件下镭射纸测量精度稳定性的影响。研究结果显示:不同的测量仪器摆放角度会对镭射纸的测量精度产生影响,且其影响大于白卡纸与镀铝纸;不同的测试点,其测试精度也不相同,通过取多个角度测量结果的平均值,可提高不同测试点之间颜色测量结果的可比性;不同精度的测量仪器也会对镭射纸的测量精度产生影响,仪器本身的精度越高,测量结果越稳定。     

激光粒子计数器校准中气溶胶稀释方法的研究

为了解决无法通过直接比较法实现激光粒子计数器对凝结核粒子计数器的溯源问题,根据伯努利气体流动原理和气溶胶稀释比例的计算方法,分析了气溶胶在稀释过程中,存在随着补充气体流量的增加,稀释器腔体内压力不恒定的问题,提出了一种新的气溶胶稀释方法,可满足激光粒子计数的溯源问题。实验结果表明,该方法解决了补充气体对气溶胶出气口流量的干扰问题,同时能够对高浓度气溶胶中不同粒径的0～90倍范围内稀释比例保持较好的一致性,测量数据与理论计算值的最大相对误差不超过4.4%。