[发明专利]基于双旋转激光平面发射机网络的定位系统误差补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及大范围空间三维坐标测量中的误差补偿技术领域，特别涉及一种基于双旋转激光平面发射机网络的定位系统误差补偿方法。

背景技术

在大型机械装备的制造及装配过程中，如飞机制造、造船、大型电站和重机装备制造中，大尺寸的几何和形位误差的测量问题是影响着整套设备质量的关键。当前在国际上应用比较成熟的大尺寸测量技术主要包括激光经纬仪、激光跟踪测量系统以及大视场视觉测量系统等。

基于双旋转激光平面进行位置测量与定位系统是近几年发展起来的新型的无导轨坐标测量技术，其采用非接触式测量，定位测量范围大、精度高，对环境条件要求低，具有广阔的应用前景。在实施测量之前，需要对该系统进行标定，由于现有测量技术限制，系统标定参数存在有标定误差，所以测量过程中存在有标定误差，影响系统的测量精度。对于系统误差，参照测量臂，经纬仪等的误差补偿技术，现有的误差补偿方法多为使用更高精度的测量工具直接或间接的测量系统误差，然后再通过建立误差补偿模型，对测量结果进行补偿，使用这些方法，都需要使用额外的测量设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于双旋转激光平面发射机网络的定位系统误差补偿方法，该方法通过采集一定数量的补偿数据点，以误差补偿模型为基础，以补偿系统标定误差引入的测量误差，从而提高系统的测量精度。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明的实施步骤为：

1)发射机参数标定，建立以直线导轨以及数显高度尺组成的1m×1m×1m的三维移动工作台作为标定空间，对测量系统参数进行标定；

2)补偿数据采集，在标定空间中选择五个已知点作为补偿数据点，记录补偿数据点的坐标和特征角度，以此作为补偿数据，所述的特征角度，是指当各激光平面扫过该数据点时激光平面相对其初始位置转过的角度；

3)测量待测点的特征角度，根据测量方程，求解待测点空间坐标(x₀，y₀，z₀)^T；

4)根据步骤2)的补偿数据和步骤3)所测特征角度，利用误差补偿算法对测量结果进行误差补偿。

所描述的测量系统参数标定，具体步骤是指：

1)建立世界坐标系，在三维标定移动台周围2m～3m距离放置转台发射机；在三维标定移动台上建立世界坐标系O_W-X_WY_WZ_W，原点O_W可位于三维移动工作台内任意位置，X_W方向为水平方向导轨其中任何一个，Y_W方向为水平方向与X_W垂直的导轨，Z_W方向为数显高度尺；

2)采集标定数据，将接收器固定于三维标定移动台数显高度尺上，利用导轨及高度尺使接收器在X_W、Y_W方向上900mm距离范围，Z_W方向900mm距离范围，各方向上间隔300mm，共64个位置移动，记录下接收器在所述的世界坐标系下坐标位置，并采集各发射机发射来的激光信号，经由数据采集卡导入计算机，所述的坐标位置数据与特征时间组成标定数据；

3)粗测各发射机位置，利用卷尺工具粗略测量发射机在X_W、Y_W方向上坐标位置k为发射机编号，发射机参数初始设为(0，0，0，0，，，0，0)；

4)以为初始值，应用标定模型，结合得到的标定数据对A_1k、B_1k、A_2k、B_2k、T_xk、T_yk、T_z1k、T_z2k，1、2为激光平面标号进行标定，所描述的标定模型为