[发明专利]一种六自由度位移平台位置检测方法

权利要求书

1.一种六自由度位移平台位置检测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

a.根据欲检测的六自由度位移平台的几何关系以及传感器布局，计算得到位置变化引起的传感器数据变化的线性矩阵T；

b.根据线性矩阵T，依据欧拉法，计算得到位置变化导致的传感器真实数据变化；

c.根据上述传感器真实数据变化，利用仿真计算得到对应的传感器真实测量数据，对所述传感器真实测量数据采用线性化方法解算自由度，比较与真实输入的差值，假设此差值是与多自由度位置相关的函数，首先筛选出此函数的主要影响变量；

d.采用多变量拟合法得到上述函数与其他自由度的函数关系，并得到六自由度位移平台的位置数据；

所述的步骤a具体包括：

T的形式如下，矩阵中元素为分析得到的常数：

假设六自由度位移平台的空间位置变化为P＝[x,y,z,α,γ,θ]^T，传感器数据为S＝[S₁,S₂,S₃,S₄,S₅,S₆]^T，由于分析得到的线性转化关系为S＝TP，因此由T和传感器数据S得到自由度解算方法为：P_L＝inv(T)S

所述的步骤b包括：

假设六自由度位移平台按照自身坐标系旋转，当依次按照Z、Y、X轴旋转角度分别为θ、γ、α，则：

所述六自由度位移平台的空间旋转矩阵表示为R_I：

传感器数据为检测位置变化在传感器检测方向的位移，假设某一个传感器检测方向的单位向量描述为[i_s(n),j_s(n),k_s(n)]^T：

S_{n_ou}＝[i_s(n),j_s(n),k_s(n)]^T·[X_new(n),Y_new(n),Z_new(n)]^T,(n＝1,2,...,6)

从而得到位置变化导致的所有传感器真实的数据变化为：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步骤c包括：

对上述仿真计算得到的传感器真实测量数据采用线性化方法解算自由度P_L，比较与真实输入P_S的差值P_E＝P_S-P_L；由于位置误差远远小于行程，以X自由度为例，对于某一自由度的误差可以表示为与行程范围内位置相关的非线性函数：P_Ex＝f(P_S)≈f(P_L)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述的步骤c还包括：

在仿真过程中，若仿真所有变量自由度对某一自由度的误差影响导致数据量过大，则在对变量自由度选择时首先大间隔采样，筛选影响较大的变量自由度，并简化上述非线性函数的变量个数。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤d包括：

对上述筛选后的变量，进行细化间隔采样得到足够的位置误差与对应的变量自由度位置数据，再采用多变量拟合法得到P_Ex与位置的函数关系P_E＝f(P_L)，根据拟合得到的函数f，依据传感器数据S直接计算得到位置数据，计算方法为：

P＝P_L+f(P_L)＝inv(T)S+f(inv(T)S)。