基于整体最小二乘法的任意旋转角度三维坐标转换

在研究任意旋转角度三维坐标转换的过程中,针对控制点在两套坐标系下均存在随机误差(EIV模型)的情况,提出在只有三个控制点的情况下采用改进的附有约束条件的加权整体最小二乘法进行解算,在控制点较丰富(四个及以上)的情况下采用多元整体最小二乘法(观测方程的观测值不只一列的整体最小二乘法)进行解算,解决系数矩阵中重复随机元素改正数不相等的问题,提高参数值的精度。

转向架轮对轮径与平行度测量

为了实现准确、快速地测量列车转向架轮径与平行度,构建了列车转向架关键尺寸测量系统。对所述测量系统采用的GA-BP网络曲线拟合算法、约束整体最小二乘法、基准直线拟合算法、平行度测量算法等算法进行研究。首先,根据被测对象的特征介绍了基于GA-BP网络的车轮踏面曲线拟合算法,利用数控加工曲线训练出因传感器特性无法采集处的数据;然后,分析轮径特点,根据弦长定理求出列车转向架轮径,同时,利用全局标定技术将传感器采集数据转换至一个坐标系下,并提出了基于约束的整体最小二乘法,用于获取对应转向架轮对踏面截面上的空间圆圆心;接着,提出了基于蝙蝠算法的空间基准直线拟合方法,即通过踏面截面所处位置的列车转向架踏面截面空间圆的圆心坐标拟合列车转向架轮对轴线;最后,利用基准空间直线与测量点运算,求出列车转向架平行度,将测量数据与激光跟踪仪数据进行对比。实验结果表明:列车转向架轮径与平行度测量精度为0.1 mm。能够满足列车转向架轮径与平行度测量的高精度、高稳定性及测量重复性等要求。