工件几何参数最佳测量方案的制定

阐述了工件最佳测量方案的制定过程，并以一高频元件几何参数测量为例，给出了应用不同的测量方法和测量设备制定的几种不同测量方案。通过对这几种测量方案的数据的分析，提出了一种既满足设计需要，又很容易实现的最佳测量方案。     

工件特征在机测量的关键误差分析与补偿研究

针对激光在机测量工件特征时的测量精度问题,对测量系统的关键误差影响因素及补偿应用进行了研究。使用激光位移传感器作为测量工具对工件特征进行在机测量时,测量结果受激光位移传感器倾斜误差和数控机床几何误差影响。为了校正激光位移传感器在物面倾斜时引起的测量误差,设计了倾斜误差试验,利用勒让德多项式对倾斜误差进行了建模和补偿,补偿后倾斜误差可减小至±0.025 mm以内。针对不动式激光在机测量时数控机床线性轴几何误差对测量结果的影响,设计了球杆仪倾斜安装试验,利用参数化建模的方式对X轴和Y轴的几何误差进行了解耦。最后根据建立的倾斜误差与几何误差模型,对工件特征的在机测量结果进行了补偿。结果表明,对工件特征在机测量结果进行误差补偿后,线性尺寸测量误差小于0.05 mm,角度测量误差小于0.08°,相较于补偿前在机测量精度明显提高。     

铁路接触网导线几何参数的激光测量系统

为了实现对接触网导线几何参数的实时、有效检测,从而确保铁路安全行驶,延长导线使用时间,提出了基于激光的铁路接触网导线几何参数的测量系统,该系统中应用了距离传感器,角度传感器,位移传感器,CCD摄像头和嵌入式数据处理技术。另外详细介绍了该系统的体系结构和测量原理的数学模型和误差范围,并对该系统的主要参数测量进行了分析和评估。与先前的测量结果相比,该测量系统可旋转方向,从而使铁路接触网的测量速度加快,测量精度可以达到±5 mm。     

激光位移传感器测量工件曲率方法研究

工件曲率的非接触测量已经有很多种方法,本文提出了采用激光位移传感器测量工件曲率半径的新方法。对于测量的数据采用直接最小二乘拟合,从而可以解算出工件的曲率。经过模拟计算,采用改变步进电机步长的方法,在测量大工件半径时,精度达到微米量级。     

激光打孔中激光束性能及光学和工件参数的优化选择

本文研究了激光精密打孔中，激光束性能，光学及工件系统参数对孔质量的影响。在诸多参数中进行优化选择后，加工出径为０．０５－２ｍｍ的精密小孔，在ＴＥＭ００模高质量光束运转时，采用望远镜系统大聚焦透镜前焦面的束关径，进一步改善光束聚焦性能，加工出２５－３０μｍ的精密微孔。     

激光非接触式三坐标测量系统的几何参数标定方法

针对文献[1 ] 介绍的回旋壳体内外曲面三坐标激光非接触测量系统 ,叙述了其扫描工作过程 ,讨论了测量数据的坐标转换 ,重点讨论了几个几何参数的标定方法。     

基于二维激光位移传感器同轴度测量方法研究

提出了非接触方式测量同轴度的方法,采用二维激光位移传感器测量空心圆柱体内表面同轴度。依据传感器的采样率对搭载被测物体的转台的速度提出了要求。同时给出了根据圆柱内表面直径选取二维激光位移传感器的方法及设计技巧。对影响测量精度的因素进行了详细分析。实验表明,该测量装置易于实现,测量精度高,方法可行。     

圆柱度误差快速最优化评定方法

使用迭代重加权最小二乘算法(IRLS)进行圆柱度误差评定。经过实际计算将所得到的误差评定值与其他方法相比较,在测量数据点集满足"小误差、小偏差"两点假设的条件下,迭代重加权最小二乘法可以得到精确的最小区域解,但是在运算时间上由于受迭代次数的影响,对不同的误差限运算时间会相差很大。总体来说,迭代重加权最小二乘法实现简便,有较高的使用价值。     

鉴印系统中印章几何参数的计算

在鉴印系统中，识别率很大程度上取决于印章预处理的好坏及其几何参数计算的准确性。本文对票据中的圆、椭圆、方形印章分别提出了计算其几何参数的算法。实验表明，本文算法精度高，鲁棒性好，速度快，提高了对残缺和干扰大的印章的配准和识别精度。     

激光粒度仪中光能测量值的双参数补偿方法

提出激光粒度测试仪器中光能测量值修正的双参数线性补偿方法，分析了比例参数和叠加参数对能量修正的作用。介绍了用最小二乘法求解补偿参数的原理，及双参数补偿实验测试结果。     

虚拟多结构光传感器昆虫运动参数测量系统

提出了基于单摄像机和双结构光投射器的虚拟多结构光视觉测量系统测量高扇翅频昆虫飞行运动参数.首先分析了光栅型结构光视觉的测量原理以及虚拟多结构光传感器的工作原理,针对昆虫的运动遮挡提出了多角度观测的没计思想,在此基础上建立了基于单摄像机和双结构光的虚拟多结构光视觉测量系统.实验结果表明,该测量系统可以实现固定飞行昆虫双侧翅膀运动参数的测量;该系统不仪降低了系统成本,而且避免了多摄像机同步驱动的复杂性.     

光学三角法实时测量金属板厚

利用激光束斜入射到金属板上,在另一方向上用透镜将金属板上的激光光斑成像到光电管上。当金属板发生位移时,激光光斑的像将偏离光电管。必须用转镜将光束扫描到某一特定位置,光斑像才能进入光电管中。通过对光束扫描角度的测量,就可计算出金属板的位移量。此法也可推广到金属板的厚度测量中。由于金属板表面反射率变化会对测量带来影响,我们对此作了修正。此测量方法不但是无接触的,且不受测量对象和不利环境对传感头的影响。故可用于生产进行实时监测。     

掩模硅片自动对准误差校正算法

为了改善对准精度,对100nm级线宽尺寸建立了掩模硅片自动对准数学模型,应用于同轴离轴混合对准系统的硅片模型、掩模模型以及工件台模型中。掩模硅片自动对准算法决定机器坐标系、掩模坐标系、硅片坐标系相互的位置关系,可很好地校正由掩模硅片引起的平移、线变、旋转、正交性的偏差。     

基于最小二乘原理的相位测量算法

介绍了一种基于最小二乘原理的相位测量算法,讨论了算法实现方法和步骤.仿真结果表明该算法具有精度高、抗干扰能力强、硬件组成简单、数据处理量少等特点.     

工业机器人的局部标定

以ABB公司的IRB120工业机器人和激光位移传感器组成的数据采集系统为研究对象,通过对实验系统底座平面上数据点的采集和处理,来标定机器人与激光位移传感器之间的齐次变化矩阵。以采集到的数据点在机器人坐标系中位于同一个平面上为标定原理,利用最小二乘法拟合平面方程,得到机器人需要标定的各个参数及平面参数。在最小二乘优化处理过程中,通过对不同优化结果的分析对比,最终得到最优解,并为以后该系统在数据采集中的应用提供依据。     

基于几何距离准则的弹道外推方法

为提高雷达软件系统弹道导弹弹道外推的精度,提出一种基于三维空间几何距离准则的弹道外推方法。该方法基于在地球惯性坐标系中标准弹道为位于过地球质心的一个二维平面内的椭圆这一事实,首先由拉格朗日数乘法确定椭圆所在的平面,使所有量测点到该平面的几何距离平方和最小,然后用各量测点在平面内的投影点代替原始点迹,在平面内用最小二乘法作平滑,确定椭圆方程,最后取中点进行弹道外推。应用STK软件进行弹道仿真,结果表明这一方法可以明显提高弹道外推的精度。     

虚拟多结构光自由飞行昆虫运动参数测量系统

在分析结构光视觉测量原理和虚拟摄像机原理的基础上,针对高扇翅频昆虫的运动遮挡和激光投射器的投射盲区,提出了基于单摄像机和双激光投射器的虚拟多结构光视觉传感器测量系统;针对昆虫特性和虚拟多结构光传感器有效视场范围小的特点,设计了昆虫自由飞行引导和触发装置,实现了高扇翅频昆虫双侧翅膀运动参数的测量,并对实际昆虫运动参数测量结果进行了分析。实验结果表明,该系统不仅降低了系统成本,而且减少了多摄像机同步驱动的复杂性。     

Calibration of geometric parameters and error compensation of non-geometric parameters for cable-driven parallel robots

Accuracy is an important performance indicator that affects the research and industrial application of cable-driven parallel robots (CDPRs). The error sources of CDPRs include geometric parameters (GPs) and non-geometric parameters (NGPs). Typically, GPs can be calibrated by external measurement devices whose position is dependent on coordinate system parameters. To improve the calibration accuracy and robustness, an iterative calibration method is proposed to calibrate the coordinate system parameters and GPs, and the asymptotic convergence is proven. Moreover, considering the tight coupling and non-linearity of NGPs, we design an artificial neural network to compensate for the residual position errors caused by NGPs. Based on the hierarchical genetic algorithm, a synchronization optimization algorithm is developed to improve the approximate accuracy and generalization to residual position errors of unknown trajectories. With theoretical initial parameters, experiments for the calibration of GPs and error compensation of NGPs were performed on a 3-DOFs CDPR. Finally, the average position error of the end-effector is reduced to 1.3 mm and the maximum error is 1.9 mm.