[发明专利]一种基于三维实时感知的测量场优化方法

说明书

本发明公开了一种基于三维实时感知的测量场优化方法，具体包括以下步骤：S1.生成现场三维点云数模；S2.分割测量场外边界；S3.设置辅助点；S4.建立优化模型；S5.模型求解；S6.确定测站点位置。本发明利用激光扫描仪生成测量现场的三维数模，三维数模的基础上进行测量场布局优化，自动化程度高，最大限度减少对现场的干扰；建立整数线性规划模型，问题表述简洁明了，利于求解；且本发明利用蚁群算法求解模型，智能高效。

技术领域

本发明涉及飞机测量场技术领域，具体涉及一种基于三维实时感知的测量场优化方法。

背景技术

如今航空事业的飞速发展，新型号飞机的精度要求也日渐提高。在飞机数字化装配过程中，测量场中的ERS点和TB点的坐标都要转化到同一个坐标系中。它们的精度直接影响到飞机装配的总体精度。研究多路激光跟踪仪组网测量技术，利用平差理论提高精度。但装配现场往往工装复多，环境复杂，导致部分ERS和TB点遮挡严重，使得测量难度变大。如何选择恰当的测站点位置是关键。所以构建三维测量场数字化模型，建立测量场优化模型，解决测站点优化布局是检测过程中的重要环节。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于三维实时感知的测量场优化方法来解决现有技术中工装复多，环境复杂导致部分ERS和TB点遮挡严重，使得测量难度变大的问题。

为解决以上技术问题，本发明的技术方案为：提供一种基于三维实时感知的测量场优化方法，其创新点在于：具体包括以下步骤：

S1.生成现场三维点云数模：利用激光扫描仪对测量现场进行扫描，生成三维点云数模；

S2.分割测量场外边界：在三维点云数模中，将测量场外边界分割成个m小区域σ_i，其中，i＝1、2、……、m；

S3.设置辅助点：在每个小区域σ_i内任取一点，作为待定测站点；在遮挡严重的增强坐标系点ERS和基准工艺球点TB附近设置辅助点，记为1,2，3……，t；

S4.建立优化模型：生成光路可达网路图，建立整数线性规划的目标函数，并根据公共基准点遵循的原则设置约束条件；

S5.模型求解：利用蚁群算法求解整数线性规划模型；

S6.确定测站点位置：根据步骤S5的求解结果，确定测站点位置，实现测量场的优化。

进一步的，所述步骤S3中用x_i表示第i段位置是否设置为测试站点，若i段设置为测试站点时，x_i＝1，若i段不设置为测试站点时，x_i＝0。

进一步的，在所述步骤S4中生成的光路可达网络图中，用N_i表示站点i的可视范围的定向点集合，用N_j表示定向点j的可视范围的测站点集合，对当iki′时，x_k＝0，x_ix_i′＝1，则i和i′相邻。

进一步的，所述步骤S4中建立的整数线性规划的目标函数为：

进一步的，所述步骤S4中根据公共基准点遵循的原则设置的约束条件为：

①增强坐标系点ERS和基准工艺球点TB需最大范围覆盖当前站位被测物体的换算范围，确保达到最佳精度定位；

②任意2个公共基准点不和激光跟踪仪同处一条直线上，同处一条直线的公共基准点容易引进误差；

③与相邻站位要有3个以上相同的公共基准点，由于2台激光跟踪仪测量坐标系之间的转换，要至少测量3个相同的公共基准点才能完成。