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。     

激光跟踪仪动态参数自动测试系统设计

介绍了中国计量科学研究院最新研制的激光跟踪仪动态参数自动测试系统.当前,对激光跟踪仪的评价普遍局限于静态参数的评定上,而该系统却通过测量激光跟踪仪在动态条件下的各性能指标,弥补了在动态指标评定方面的缺陷,从而可以从静态、动态两个方面对激光跟踪仪进行全面的评价.     

激光跟踪仪校准中的测量不确定度评估

介绍了LTD500/LTD640/AT901-B激光跟踪仪示值校准结果的测量不确定度的评定过程,并验证了该方法的可靠性。对于目前激光跟踪仪示值校准过程的解决方案提出了一些自己的见解。即:如何在确保系统精度符合性要求的前提下,依据激光跟踪仪的用户的实际使用状况及各项标准测量不确定度的分量对测量结果影响的权重,来有效地选用校准仪器和确定被校仪器其校准项目及校准方法。     

激光跟踪仪现场校准设备相关问题探讨

本文根据现有的激光跟踪仪现场校准设备激光导轨的缺点,探讨了改进方案的导轨安装及干涉系统装校等相关问题,最后通过实验验证了改进后的设备能够为激光跟踪仪的现场校准提供精度高、寿命长且使用便捷的解决方案。     

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.     

大尺寸测量系统运动目标测量能力校准现状

分析包括全站仪、激光跟踪仪、动态工业摄影测量系统、i GPS/wMPS、激光跟踪干涉仪在内的,目前工业测量中使用较多且具有运动目标测量能力的大尺寸测量系统的基本原理,总结国内外主要相关标准和规范对这些系统动态性能的校准和评定方法,给出部分系统的校准试验结果。展望了动态测量系统校准方法的发展方向,为大尺寸测量系统的使用和校准提供参考。     

激光跟踪仪测角精度评定方法

本文以Leica AT901＿B激光跟踪仪为测试仪器,进行测角精度的评定研究。由于缺乏严密的角度检校标准,本文参考经纬仪／全站仪系统检校规范,提出以常规的角度检校模型为基础,采用全圆方向观测法获取数据,通过坐标反算观测值来计算系统轴系误差2C值和I角误差,并通过最小二乘平差原理解算系统水平角误差和垂直角误差。该方法基于严密的经纬仪／全站仪角度检校模型,真实地反映了激光跟踪仪的轴系误差和测角精度。通过数据的平差解算,求得AT901＿B的水平和垂直测角精度分别为0．54″和0．52″,由此评定出AT901＿B激光跟踪仪的实测精度符合其标称精度。     

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。     

基于多目标三维跟踪雷达的移动式机动车在线测速标准装置

为了推广在线检定方法在机动车测速仪现场实车检定中的应用,研制了一套基于多目标三维跟踪雷达的移动式机动车在线测速标准装置.首先介绍了该套移动式在线测速标准装置的设计要求;其次分析了标准装置中的速度、距离和角度测量工作原理,描述了标准装置速度测量值的溯源方法,并对速度测量误差的不确定度进行了评定;最后进行了实验室全量程模拟...     

一种基于无畸变取样的高能激光能量计校准装置

为解决传统的全吸收型激光能量计存在的量值上限问题,提出一种采用无畸变取样的新型激光能量校准装置。该装置主要由透射式光学元件及标准探测器组成,利用透射式化学元件反射的弱光以降低校准系统对标准探测器的量程要求。文中给出该校准装置实现高能激光能量测量装置校准的原理和方法,并给出该套校准装置的不确定度评定方法。该校准装置一方面可以测量激光器的输出能量,另一方面可以校准现场用的其他高能激光能量测量设备。     

基准转换标准器在多系统集成中的应用

使用经纬仪、激光跟踪仪进行协同测量时需要对不同测量系统的测量基准进行基准转换,传统基准转换手段较为繁琐耗时.针对此问题,设计了一种新型便携式基准转换标准器,该标准器由基准转换组件、转向组件和三脚架组成,通过基准板上的测量靶点及立方镜构建坐标系,实现基准转换.经验证:该标准器在不同姿态下的平均位置偏差小于0.01 mm,...     

水声传感器自动测试位移机构设计

在水声传感器研制过程和实际装机应用之前,需进行大量的试验来测试其性能及可靠性。根据水声传感器的性能测试需求,设计了能够搭载水声传感器进行水下测试的五自由度精密位移试验台,实现传感器在试验水槽内三个直线方向和两个回转角度方向上位置的全覆盖,并提出了一种可以快速检测梯形丝杠螺母传动回程误差的工程测量方法,通过软件补偿的方法来克服回程误差,实现机构运动的准确定位,满足了低成本模式下多自由度精密定位需求。最终,应用激光跟踪仪对试验设备进行了误差检测,保证测试过程中传感器相对位置的准确性。     

基于最小PDOP的跟踪仪顺次多站测量站位优化

工业机器人进行大型构件加工时，精确测量机器人与大型构件的相对位置关系是保证加工质量的关键。采用单台激光跟踪仪顺次多站法进行测量时，为了提高测量精度，充分考虑了激光跟踪仪的位置误差，对激光跟踪仪站位优化进行了研究。首先，探讨了激光跟踪仪测量误差主要来源，分析了顺次多站法测量原理；然后，基于最小位置精度衰减因子(PDOP)的方法进行了激光跟踪仪站位的优化，并给出了各站位位置测量精度最优的求解算法。最后，进行了站位优化前后的验证实验，结果表明：优化站位后测量系统的测量精度可提高50%以上，验证了站位优化方法的有效性。     

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。     

低温液位传感器校准装置几何误差辨识方法的研究

针对低温液位传感器校准装置的夹具端空间姿态问题,提出了一种基于多边法原理的误差辨识方法。利用激光跟踪仪测距精度高的特点,采用多边法原理对校准装置夹具端的运动轨迹进行标定,以重力加速度方向为Z轴反方向建立虚拟坐标系,利用刚体中两点位置始终不变的特性,获得被测点6项误差的冗余数据,实现校准装置几何误差的辨识。仿真结果表明,所提出的方法具有一定的可行性,采用遗传算法与信赖域法、Guass-Ne叭加法相结合的方法,在一定程度上避免因初值难以确定造成的数据不收敛问题。     

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。     

模块化六自由度机器人运动学标定与实验研究

针对自主研发的模块化六自由度轻载搬运机器人,使用激光跟踪仪并采用直接标定法进行了运动学标定与实验研究。采用D-H法构建了机器人连杆坐标系和机器人运动学模型,并运用微分变换的方法建立误差模型。通过激光跟踪仪测量机器人末端位置,将其与运动学模型求解得到的机器人末端位置进行比较,验证了误差模型的正确性。然后将误差模型计算得到的机器人连杆参数误差在机器人控制系统软件中进行修正。最后利用激光跟踪仪测量机器人的关节转角间隙误差,将误差值转换成脉冲数并在软件中进行补偿。机器人运动学标定实验表明,使用激光跟踪仪进行连杆参数误差补偿和关节转角间隙误差补偿可以明显的减小绝对定位误差,绝对定位误差降低了69.6%,定位精度有了明显的提高。     

高压液体流量标准装置研制

为解决民用飞机高压液压油流量计校准问题,研制了高压液压油流量标准装置,标准装置采用高压柱塞泵提供流量源,通过变频调速和比例控制阀配合调节的方法实现流量装置的流量和压力宽范围调节,标准装置以活塞式体积管作为主标准器,实现了高压条件下的流量计校准。利用该标准装置对圆柱齿轮流量计在变压工况下进行校准试验,高压工况下流量计仪表系数与常压工况相差超过5%,证明开展高压变压下流量计计量性能及修正方法研究的重要性,该标准装置的建成为高压下流量计校准及计量性能研究提供了有效的手段,具有很高的实用价值。