[发明专利]一种三坐标测量机二维平台误差的高精度校正方法

摘要

本发明公开了一种三坐标测量机二维平台误差的高精度校正方法。利用精度要求低于或等于待测三坐标测量机二维平台的刚性栅格板作为辅助测量装置，并根据测得的六位姿状态下坐标测量机上各个标记点的坐标，运用基于最小二乘法的自校正算法将待测二维平台误差以及所使用的栅格板标尺误差从原始测量数据中分离出来，由此可实现对三坐标测量机二维平台的高精度校正。本发明可有效地获得待测的三坐标测量机二维平台误差，其测量精度可达到亚微米量级；同时该发明无需昂贵的专用高精度辅助装置，具有较高的可靠性，为三坐标测量机二维平台误差提供了一种高精度的校正方法，并具有极高的实际应用价值。

主权项

1.一种三坐标测量机二维平台误差的高精度校正方法，其特征在于它的步骤如下：1)选用n×n的方形栅格板，n为自然数，将该栅格板固定在三坐标测量机平台上，并且栅格方向与坐标测量机的x、y轴导轨运动方向对齐；2)以栅格板为基准建立坐标系，利用该三坐标测量机测得原始位姿状态下对应栅格板上所有标记点中心位置的坐标数据M₁；3)将栅格板相对原始位姿分别沿x轴正、负方向各平移一个栅格距离，利用三坐标测量机分别测得栅格板上所有标记点中心位置的坐标数据M₂和M₃；4)将栅格板平移回步骤2)中的原始位姿，并将其分别相对原始位姿逆时针旋转至90°、180°和270°位置，利用三坐标测量机分别测得对应栅格板上所有标记点中心位置的坐标数据为M₄、M₅、M₆；5)将步骤2)到步骤4)中所测得的六组坐标数据M₁、M₂、M₃、M₄、M₅和M₆代入相应的六位姿误差分离方程组，即：其中I为主对角线为1的矩阵，I₁、I₂为I的x轴方向平移矩阵，R₉₀、R₁₈₀、R₂₇₀为I的逆时针90°、180°和270°旋转矩阵，N_x、N_y为栅格板上测量点x和y坐标的标称值，N_xs和N_ys以及N_yt和N_xt分别为N_x、N_y由于x轴正负方向平移而形成的矩阵；E为所有元素为1的矩阵。A_x、A_y为测量点的二维平台x和y坐标误差，G_x、G_y为测量点的栅格板x和y坐标标尺误差，V_i、W_i为两理想坐标系原点的x和y坐标偏移（i＝1,2,...,6，下同），θ_i为两理想坐标系的角度偏移，并且有：QixQiy=Mi-NxNy=MixMiy-NxNy;]]>6)利用步骤2)到步骤4)所测得的六位姿数据M₁、M₂、M₃、M₄、M₅、M₆以及步骤5)的方程组，得到二维平台误差A_x、A_y。7)对三坐标测量机二维平台误差进行校正：T0=[Tx,Ty]T-[Ax,Ay]T,]]>其中[T_x,T_y]^T为校正之前三坐标测量机所测得的数据，T₀则为校正之后的数据。