[发明专利]空间拍机次镜六自由度精密调整机构标定算法和存储介质

摘要

本发明公开了一种空间拍机次镜六自由度精密调整机构标定算法和存储介质，依据运动学逆解理论建立模型，并根据模型和多组测量数据建立方程组，通过对方程组进行优化求解，以达到标定的目的。本发明的算法基于外部标定的方式，可以对空间拍机次镜六自由度精密调整机构进行校准，从而提高调整机构的绝对定位精度。本发明具有标定精度高、收敛速度快、易于实现等特点，能够同时保证标定过程的全局优化能力和局部收敛精度。

主权项

1.一种空间拍机次镜六自由度精密调整机构的标定算法，其特征在于，该标定算法包括以下几个步骤：步骤a：根据次镜调节机构的结构特征参数建立正逆解模型，模型参数采用制造与工装过程中给出的理论值，并通过调节机构的正解模型验证逆解模型的正确性；步骤b：获取测量实验数据，记录驱动杆长变化量对应的平台位姿，使得每组位姿对应一组驱动杆的变化量，实验数据产生的独立方程数多于待标定的参数个数；步骤c：将测得位姿代入逆解模型得到驱动杆长变换量的期望值、联合驱动杆长变化量实测值以及待标定参数构成残差函数，并依据最小二乘准则将求解问题转化为优化问题；步骤d：用布谷鸟算法对步骤c中所述的优化问题进行全局搜索，根据制造与工装过程给出的公差限定各个参数变化范围，在此变化范围内随机生成多组参数向量，所述参数向量数不少于待标定参数个数，分别以集合内的各个元素作为初值，在参数变化范围内进行搜索，在搜索过程中，以残差函数的平方和作为目标函数，保留更优的结果，之后对所有元素进行随机替换，同样保留更优的结果，得到初始的全局优化结果U0＝[u10 u20 ... un0]T1×n以及对应的残差平方和；其中，待标定参数个数为n-1，参数向量数为n；步骤e：采用单纯形法对U0进行局部优化，最终得到U1＝[u11 u21 ... un1]T1×n，以及对应的残差平方和Sum＝[S11 S21 ... Sn1]T1×n＝[f(u11) f(u21) ... f(un1)]T1×n；步骤f：将单纯形法的优化结果作为布谷鸟搜索的初值，交替使用全局优化的布谷鸟搜索和作为局部寻优的单纯行算法，构成循环体，并对所述循环体中布谷鸟搜索的步长进行自适应化，以提高算法求解速度和精度，循环截止时，最小残差函数对应的参数即为最优参数；步骤g：将步骤f中截止条件下对应的参数值代入正解模型，求得位姿状态并与实际测量位姿进行比较，验证标定结果是否满足精度要求。