面向激光跟踪测量的大范围高精度姿态测量

针对我国高端制造业对高精度空间六自由度测量系统的迫切需求,提出一种面向激光跟踪测量的基于单目视觉的大范围全自动高精度姿态测量方法。阐述了面向激光跟踪测量的姿态测量系统构成、合作靶标硬件设计,并建立了姿态测量数学模型;其次,分析了自适应清晰成像的姿态测量模块特性,基于光学畸变模型与张正友标定法建立了实时相机成像模型,动态校正特征点像素坐标模型,提升了特征点的提取精度;之后,结合合作靶标几何特性、EPnP算法、Soft-POSIT算法提出一种改进的姿态测量方法,建立了姿态测量系统的自动监测纠错机制,实现测量范围内任意动态位姿的自动测量。最后,利用二维精密转台搭载合作靶标对激光跟踪测量的姿态测量系统进行精度测试。实验结果表明:在3~10 m,方位角/俯仰角为±30°、滚动角为±180°内,适配有14个特征点的合作靶标,姿态测量精度优于0.049°;适配有10个特征点的合作靶标,姿态测量精度优于0.065°。此方法普适性强,对合作靶标特征点布局约束较小,可以满足高端制造业激光跟踪测量的精密测量需求。

激光跟踪测量系统跟踪转镜的误差分析

在研究激光跟踪测量系统结构和工作原理的基础上,建立了系统运动学模型和跟踪转镜中心偏移数学模型。分析了系统测量中基点位置变动误差、转镜跟踪目标反射器跟踪误差和转镜反射面与激光束不垂直误差等。分析结果表明:基点位置变动误差为0.017 mm,转镜反射面与激光束不垂直误差为0.004 5 mm,转镜跟踪目标反射器跟踪误差约为0。因此,在跟踪转镜结构设计中,为保证激光束反射点与基点位置重合及转镜旋转跟踪目标反射器时基点空间位置保持不变,应尽量减少跟踪转镜旋转点与镜面之间的距离。

激光跟踪测量系统角度自动校正装置设计

研制开发了一种能使激光跟踪测量系统在动态条件下连续测量的角度自动校正装置。它主要由精密圆形导轨和角度方位自动调节机构组成,能使角锥棱镜在动态测量过程中始终指向激光跟踪测量系统,从而实现在动态条件下的连续工作。利用研制的角度自动校正装置对激光跟踪测量系统进行了角度误差补偿试验,结果表明,该装置使激光跟踪测量系统的水平角测量误差由34.69μm减小到9.71μm,垂直角测量误差由35.43μm减小到10.03μm,从而有效地提高了激光跟踪测量系统的角度测量精度,解决了激光跟踪测量系统在动态测量中受角锥棱镜逆反射器接收角度范围限制而导致的无法连续测量问题。

卡尔曼滤波在激光跟踪测量系统中的应用

激光跟踪测量系统对于测量运动目标空间位置是行之有效的,但在测量过程中,各种干扰噪声的影响会降低测量精度。采用卡尔曼滤波来减小噪声的影响以提高测量精度。介绍了激光跟踪测量系统,建立了状态方程和测量方程,给出了卡尔曼滤波算法,仿真结果表明,运用卡尔曼滤波大大提高了测量系统的精度。

激光跟踪测量技术在地铁检测中的应用

激光跟踪仪是一种高精度的工业测量仪器,它具有测量精度高、测量范围大、实时快速、动态测量、便于移动等优点。在现代制造业中,激光跟踪测量系统应用于大型结构件,可提高测量效率和精度。主要介绍激光跟踪系统的原理、优点及在地铁列车检测中的应用。

激光跟踪测量系统中的光学误差分析

论述了在激光跟踪测量系统中由跟踪转镜机构和猫眼逆反射器产生的光学误差,并分析了它们对测量结果产生的影响。通过仿真得到了"计算中心点"的坐标。利用光学理论计算了跟踪转镜机构入射光束偏心和镜面偏心产生的误差。从猫眼的球度误差、材料折射率误差和光学中心误差几个方面对猫眼产生的光学误差进行了分析。结果表明,猫眼的误差对测量精度影响较大,因此要求猫眼精度要高。

激光跟踪测量系统及其在航天器研制中的应用

文章介绍了激光跟踪测量系统硬件组成、软件功能、技术指标以及计量检定方法,对激光跟踪仪的测量原理、仪器设计进行了研究分析。文章最后列举了激光跟踪仪在航天器研制方面的一些应用。

L292在激光跟踪测量系统中应用

文中介绍激光跟踪测量系统中直流电机的控制方案,在此方案中利用L292及其外围电路对电机进行功率驱动和电流调节。实验表明,此方案完全能够满足跟踪系统对跟踪速度和跟踪精度的要求。

激光跟踪测量系统原理及在制造业中的应用

主要介绍了激光跟踪测量系统的原理和优点。在现代制造业中,特别是在逆向工程中,激光跟踪测量系统应用于大型结构件测量,可提高测量效率和精度。

激光跟踪测量系统比对校验

介绍激光跟踪仪精度校验方法。用激光跟踪仪与高精密立式加工中心比对来测量激光跟踪仪在IFM(干涉测量模式)模式下精度,为激光跟踪系统的验收提供依据,同时为激光跟踪仪误差补偿提供数据支持。

激光跟踪测量系统软件设计

激光跟踪测量系统在航空航天、汽车制造、高能粒子加速器准直测量等工业大尺寸精密测量领域有着广泛的应用。本文针对激光跟踪测量系统的应用需求和特点,设计了基于VC++的激光跟踪测量系统软件。该软件通过TCP/IP协议实现与系统硬件的网络通讯;集成了误差补偿功能,可对系统测距和测角值进行实时误差补偿;可对系统数据进行数据处理分析;根据用户需求对系统数据进行数据库管理;并利用VTK技术实现数据库中所有数据的三维实时显示和相关人机交互操作。实验结果证明该软件可有效地实现激光跟踪系统的坐标测量及相关功能,满足激光跟踪测量系统用户的需求。

激光跟踪测量系统的原理及在车身在线检测中的应用

激光跟踪测量系统是一种高精度的工业测量仪器 ,它具有测量精度高、实时快速、动态测量、便于移动等优点 ,但其原理实际上是一台单频激光干涉测距、又能自动跟踪目标的全站仪。激光跟踪仪在航空航天、汽车制造、电子工业、高能粒子加速器工程以及大尺寸计量等行业中 ,已有广泛应用。我国自 90年代中期开始也已大量引进该类仪器 ,并已应用于生产实践和科研。本文主要介绍激光跟踪仪的原理、校准方法及在汽车工业的一个应用情况。

基于激光跟踪测量系统的瞄准方法

针对激光惯性约束聚变(LICF)实验中诊断实验装置快速精确定位的迫切需求,提出了在LICF的实验场景下使用激光跟踪测量系统的快速定位瞄准方法。采用四路激光跟踪测量系统作为瞄准定位设备,构建了测量系统的数学模型,基于最小二乘法开展了系统瞄准定位精度的理论计算。当采用的激光跟踪仪测量误差为5μm时,理论计算得到的夹角偏差为0.7492″,距离偏差为11.2083μm;当采用的激光跟踪仪测量误差为10μm时,夹角偏差为1.12″,距离偏差为18.2167μm。理论计算结果表明,基于激光跟踪测量系统的瞄准方法,符合LICF中实验装置快速精准的定位需求,为将来在我国激光惯性约束聚变装置上使用激光跟踪测量系统作为瞄准定位设备提供了参考。

激光跟踪测量技术误差分析

激光跟踪测量技术是近十年发展起来的新型大尺寸空间测量仪器,不仅可对空间静止目标进行高精度三维直角坐标测量,而且还可对运动目标进行空间位置姿态的跟踪测量,是大尺寸工业测量和科学测量的重要手段,然而如何减小误差源,提高测量精度,是一个急需解决的关键技术问题。

激光跟踪测量中跟踪机构的误差分析

对激光跟踪测量系统中跟踪转镜机构进行了理论上的误差分析 ,基点在运动过程中改变位置和光束反射点与基点不重合是导致误差的主要原因 。

运动目标高精度激光跟踪测量系统设计

以往设计的激光跟踪测量系统各有优势,用于运动目标高精度、快速跟踪的却不多。因此,设计基于DSP的激光运动跟踪测量系统,主要由双频光路、DSP跟踪控制软件和测量模块三大部分组成。氦氖激光器发出激光,激光光束经运动目标反射到双频光路与原激光组成正交光束,利用测量模块驱动步进电机进行实时跟踪,由DSP跟踪控制软件给出分段跟踪函数。对跟踪结果进行编码,以十进制调整指令形式传给测量模块,测量出运动目标与系统目镜之间的距离和角度。实验结果表明,所设计的系统具备可靠性好、光程差小的优势。

基于激光跟踪测量系统的叶片平整度检测

根据某厂风机叶片平整度的检测项目实例,研究新型三维工业测量系统——激光跟踪仪应用于大型工业产品成果质量的检验.首先运用激光跟踪仪测量待测截面上均匀分布的离散点三维坐标,其次利用最小二乘法计算出离散点的最佳拟合平面,最后计算出各离散点到此平面的距离作为评价的指标,进而确定待截面平整度是否满足设计要求.实践证明激光跟踪测量系统完全满足截面平整度检测亚毫米级精度的要求,对于其它工业产品平整度检测有很好的借鉴意义.

激光跟踪测量系统在飞机型面测量中的应用

最新一代激光跟踪仪AT901-LR具有测量精度高、实时快速、动态测量、可快速扫描等特点。通过对激光跟踪仪测量系统功用及原理的分析,结合飞机装配工装的结构特点,重点对装配工装数字化安装工艺技术进行研究,摸索和总结了测量安装工艺方法的规律和特点,设计了型面测量的方案,为进一步深入研究和推广应用飞机数字化安装工艺技术打下良好的基础。

沪通长江大桥非通航孔桥112m简支钢桁梁制造激光跟踪测量技术

沪通长江大桥钢桁梁构件结构尺寸大,种类多,整体节点处连接关系复杂,制造尺寸精度将直接影响桥位顺利安装及成桥线形。通过应用API激光跟踪测量技术,对钢桁梁制造关键工序的尺寸精度进行动态跟踪测量,并进行制造误差管理。应用后处理SA软件逆向建模技术创建实测数据模型,通过与理论模型进行对齐操作,检查线形拟合程度。钢桁梁成品杆件检测结果显示100%合格。API激光跟踪测量技术确保了钢桁梁构件的制造精度满足设计要求,并降低了测量复杂程度,提高了测量精度和生产效率。

激光跟踪测量中三维跟踪机构的设计

作者在实验中发现 ,多路法激光跟踪干涉测量系统中的伺服机构直接影响着测量系统的准确度、范围和动态性能。本文提出了一种新的伺服机构 ,其结构简单 ,摩擦力小 ,动态性能好。通过测量实验 ,得出其测量误差小于0 5 % 。