激光跟踪运动物体空间坐标测量系统研究(英文)

基于激光跟踪干涉测量法建立的柔性三坐标测量系统能够有效地解决运动物体 (如机器人手臂、数控机床刀具 )空间位置测量 ,并且有望获得高的精度。讨论了球坐标法激光跟踪干涉动态测量 ,给出了测量原理和系统构成 ,建立了数学模型和实验。

运动目标六自由度单束激光跟踪测量方法研究

本文提出了一种利用单束激光跟踪测量运动目标位置与姿态的新方法。设计了一种能产生多自由度信息的角锥靶镜。在描述系统工作原理 ,建立系统数学模型的基础上 ,分析了激光干涉测长数据和 CCD信号特征与目标各平动和转动量之间的关系。通过数值方法测定物体六个自由度的变化量 ,并调整二自由度跟踪反射镜 。

动态目标全姿态激光跟踪测量

介绍了工业动态目标全姿态测量的发展，提出了用激光跟踪方法实现动态目标的实时跟踪和测量，并介绍了激光跟踪测量的原理。在此基础上，进一步建立空间动态目标全姿态激光跟踪测量的模型，基于空间坐标系的齐次坐标变换，推导出目标分别在绝对坐标系和相对坐标系下的姿态计算公式。最后就动态目标全姿态测量的发展趋势进行讨论。

基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统

研究了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测方法,集成激光跟踪仪、轨检小车(位移传感器和倾角传感器)、靶球及靶球支座等硬件设备,开发了轨道静态平顺性检测系统软件,建立了基于激光跟踪仪的轨道静态平顺性检测系统(TDS).在上海地铁13号线某区间,利用TDS进行了轨道静态平顺性检测试验,并采用SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪进行了对比测量.TDS测量系统轨道检测数据结果与SGJ-T-CEC-Ⅰ型客运专线轨道几何状态测量仪测量结果基本一致,验证了TDS测量系统可行性.

工业动态跟踪测量的原则与技术特点

叙述了工业动态跟踪测量的特征和内容,提出了实现动态跟踪测量的基本目标和任务。并且介绍了测量的原理、原则、方法和虚拟坐标系的建立以及冗余测量配置与测量方法、测量系统的自标定、实用测量系统的技术特点等。最后对动态跟踪测量的发展趋势进行讨论。

复杂曲面有色金属3维激光拼焊的跟踪控制研究

为实现复杂曲面有色金属高功率激光拼焊过程中3维拼缝的精确跟踪,采用拼缝实时测量并进行拼缝形变动态补偿的方法,开展了基于7轴联动的3维拼缝焊接-测量一体化控制算法和关键技术的研究,包括运动控制数学模型、焊接与测量路径规划、焊接过程的实时检测与动态补偿等,并用4kW光纤激光器进行了厚度3mm以下有色金属焊接试验,验证了所提出的算法。结果表明,研究的3维拼缝焊接-测量一体化控制系统能够快速、准确地实现3维拼缝的实时焊接与动态补偿,满足3维焊接的跟踪控制精度要求。

动态几何量多站法激光跟踪测量自标定

采用激光跟踪控制系统实现工业几何量动态测量，提出了实现动态几何量测量的基本目标和任务。重点分析了采用多个激光跟踪测量系统实现动态几何量测量的基本原理，以及多站法完成自标定的方法。分析了自标定的仿真算法并给出实验结果。

激光跟踪虚拟坐标测量系统与自标定方法的实验研究

激光跟踪虚拟坐标测量系统满足了工业领域大型工件和空间形位测量所提出的要求。这些要求包括 :高精度、无导轨测量、动态实时跟踪测量、全姿态测量等。在实验室建立了基于角度 距离法的激光跟踪测量系统和基于纯距离法的多站跟踪测量系统 ,分别在三坐标测量机、光学平台光栅位移系统下进行了实际跟踪测量和精度比对实验。并运用虚拟坐标自标定算法在虚拟坐标系下确定了初始点位置、目标点坐标及各点间距离。最后 。

T-Mac激光跟踪系统动态性能分析

针对基于视觉测量技术的六自由度激光跟踪仪,阐述了其工作原理及动态性能的测试方法,着重考核了T-Mac激光跟踪系统动态姿态角测量准确度。

基于动态跟踪测量的机器人激光全局定位系统设计

针对当前机器人全局定位系统存在的灵活性和抗干扰性较差、定位准确性不理想的问题,提出并设计基于动态跟踪测量的机器人激光全局定位系统。硬件设计部分,将电源供应定义为3. 3 V、5 V及0～5 V可调式电压,并利用AS117专用的集成式稳压芯片实现电源的稳压;通过FYD12864-0402B实现机器人定位系统的可视化,将系统的8个I/O口与绿色发光二极管连接,对系统指示灯进行调试;根据系统光电检测和抗干扰单元辅助机器人定位、抵御定位过程中的干扰;利用系统通讯单元的串行式通信模式实现机器人激光全局定位各单元通信。以硬件设计结构为依据,通过动态跟踪激光测距设备对机器人运动环境特征进行感知,获取机器人所处环境信息数据,并对信息数据特征进行识别,得到机器人运动环境全局地图。利用机器人的里程计信息与前一刻机器人位姿预测当前时刻机器人位姿,将激光传感器的测距信息数据与特征地图配准,并更新机器人当前位姿,完成机器人全局定位。实验结果表明,该系统灵活系数和抗干扰系数大、定位精度高,具有可信性。

五/六自由度激光跟踪测量技术的原理分析

激光跟踪仪具有测量精度高、动态测量、实时快速等优点,在工业测量及大尺寸计量等领域中有着广泛的应用。五/六自由度测量技术是解决全姿态测量的重要手段,五/六自由度激光跟踪仪是近年来新出现的测量设备,也是实现全姿态测量的常用设备之一,已经广泛应用于机器人跟踪、设备动态标佼等测量工作中。因此针对目前国际上最新的五/六自由度激光跟踪测量技术,主要介绍了基于单站激光跟踪仪实现五/六自由度全姿态测量技术的原理。

球坐标法激光跟踪测量系统自校正方法研究

建立了测量系统运动学模型;针对以往球坐标激光跟踪系统中参考点只能借助于外部具有更高精度的仪器来校正的缺点,提出平面约束自校正方法,并对测量系统进行了自校正研究。仿真结果表明了平面约束自校正方法的有效性。

激光跟踪测量系统自校正方法研究

建立了测量系统运动学模型。针对以往在球坐标激光跟踪系统中参考点只能借助于外部更高精度的仪器来校正的缺点,提出了平面约束自校正方法,并对系统进行了自校正研究。仿真结果表明了该方法的有效性。

基于激光传感器的轨距测量系统研究

在地铁的运行中,轨距值是否处于合理范围是影响地铁能否安全运行的关键因素。针对快速、连续地检测地铁轨距的需求,提出一种基于LT3PU激光测距传感器和三角测距原理的非接触式轨距测量系统,该系统通过激光传感器采集轨距检测点的几何参数,经过模数转换后将数字信号传输到上位机,然后由基于最小二乘原理的轨距算法计算得到当前位置的轨距值,并在上位机系统中实现实时数据记录以便进行离线分析,大量的实验结果表明,该系统的检测效率和检测精度比传统的接触式轨距检测大幅提升,轨距检测精度达到0.3mm,符合目前的轨距检修标准,在实验室和地铁线路上测试效果良好。

基于多分辨率动态轮廓线的面积测量与跟踪方法

提出了一种基于多分辨率动态轮廓线的物体表面积测量方法。该方法使用光电式图像瞄准系统采集被测物体的目标图像并构造该图像的高斯金字塔,并采用了多分辨率动态轮廓线且使其由初始位置向目标轮廓边缘收敛;根据基于B样条封闭曲线面积与形心公式,准确计算出图像的目标面积与形心;再利用形心自标定技术、图像目标形心以及双频激光器测量出像素的尺寸当量,从而准确测量出真实物体的表面积。实验表明,在动态轮廓线控制点数目为20时,其单次测量误差达到了±0.2%。与单分辨率动态轮廓线面积测量方法相比,该方法具有鲁棒性强,平均值误差、单次测量误差及重复性误差小等优点。将该方法应用于基于红外与可见光图像融合的运动目标跟踪过程的实验表明,它不仅具有很好的跟踪准确性,而且能够跟踪快速运动的目标。

基于激光跟踪仪的装船机行走轨道变形动态测试技术

装船机行走时轨道垂直高差的变化,会使台车行走轮及其上部的桥架金属结构产生疲劳循环载荷,容易在焊缝处产生裂纹,并与整机设备稳定性息息相关。提出一种基于激光跟踪仪的轨道变形动态测试技术,测试结果可以给出垂直高差超标的精确轨道位置以及轨道动态变形量,在某港口装船机轨道维修中取得了满意的效果。该测试技术进一步保障了大型装卸机械安全运行稳定性,也为同类型机械的轨道变形动态测试提供了新思路。