[发明专利]一种用于飞机装配工装数字化测量的激光跟踪仪设站方法

权利要求书

1.一种用于飞机装配工装数字化测量的激光跟踪仪设站方法，其特征在于，基于CATIA环境，通过下述步骤实现：

步骤1：在CATIA环境中导入飞机装配工装数字化模型，交互选择飞机工装的支撑平面；

步骤2：输入激光跟踪仪的测距dist(mm)、最大俯角α_max(°)、最大仰角β_max(°)、跟踪器高度h(mm)、水平摆角γ_max(°)、型架工作台高度h_t(mm)及激光跟踪仪工作台高度h_l(mm)等参数；

步骤3：计算支撑平面的二维包围盒；

根据步骤1输入的支撑平面，计算支撑平面的二维包围盒，并获得支撑平面指向装配工装的法矢方向；

步骤4：获得初始搜索输入点；

将步骤3所获得的包围盒沿支撑平面法矢方向平移h，作为激光跟踪仪跟踪仪放置位置的初始搜寻范围；

将初始搜寻范围按照每100mm布置1个站位点的精度进行离散，获得的所有点作为站位搜索的输入点；

步骤5：读入所有光学目标点的坐标，依次创建输入点与各光学目标点的连线；

在步骤5中，当创建连线完毕后，计算连线长度，如果连线长度大于测距dist(mm)，则抛弃该输入点；

在步骤5中，当排除不符合测距要求的输入点之后，计算连线与步骤1所选择的支撑平面的夹角，当夹角大于0°时，该角为仰角，如果该夹角大于最大仰角β_max(°)，则该输入点不符合输入参数限制，抛弃该输入点；当夹角小于等于0°时，该角为俯角，如果该夹角大于最大俯角α_max(°)，则抛弃该输入点；

步骤6：通过步骤5获得满足测距和俯仰角要求的输入点之后，依次判断输入点与各光学目标点的连线是否与数字环境中的其他设备发生干涉，即判断激光跟踪仪的光线是否会受空间设备阻隔，如果是，则排除该设站输入点；

步骤7：通过以上步骤，可获得各个站位与其对应的光学目标点，通过聚类算法合并所有可用站位，然后通过模拟退火算法计算求得最少站位；

步骤8：如果求得的最少站位个数为0，则输入工装或跟踪仪的工作台高度，将搜索平面的高度对应减少或增加所输入的高度值，转到步骤3，直到求得可用站位，转步骤9；

步骤9：将激光跟踪仪载入到所求得的最佳设站位置处。

2.如权利要求1所述的面向飞机工装数字化装配的激光跟踪仪设站方法，其特征在于：

所述设站方法采用分层搜索的策略。先搜索激光跟踪仪跟踪器所在高度的平面，未求得最优设站位置时，再考虑工作台高度。

3.如权利要求1所述的面向飞机工装数字化装配的激光跟踪仪设站方法，其特征在于：

所述可用站位获得方法，通过建立输入站位与光学目标点之间的连线，计算连线距离判断是否超过激光跟踪仪的测距，计算俯仰角判断是否在最大俯仰角范围内；通过干涉检查判断光学路径是否受阻，干涉检查的方法为：获取装配环境中的所有设备，通过连线与各个设备依次求交，如果相交，则光学路径受设备阻隔，反之，则输入站位为可用站位。

4.如权利要求1所述的面向飞机工装数字化装配的激光跟踪仪设站方法，其特征在于：

所述最优站位求得方法，采用了聚类合并算法缩小问题规模，并采用模拟退火算法求得最佳设站位置。