留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

多基站激光跟踪仪协同测量的误差影响因素研究

尹瑞多 祖洪飞 陈章位 郭晓炜 严萍

尹瑞多,祖洪飞,陈章位,等. 多基站激光跟踪仪协同测量的误差影响因素研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(11): 12-15, 52 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0233
引用本文: 尹瑞多,祖洪飞,陈章位,等. 多基站激光跟踪仪协同测量的误差影响因素研究[J]. 计量科学与技术,2022, 66(11): 12-15, 52 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0233
YIN Ruiduo, ZU Hongfei, CHEN Zhangwei, GUO Xiaowei, YAN Ping. Research on Error Influencing Factors of Coordinated Measurement of Multi-Base Station Laser Tracker[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(11): 12-15, 52. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0233
Citation: YIN Ruiduo, ZU Hongfei, CHEN Zhangwei, GUO Xiaowei, YAN Ping. Research on Error Influencing Factors of Coordinated Measurement of Multi-Base Station Laser Tracker[J]. Metrology Science and Technology, 2022, 66(11): 12-15, 52. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0233

多基站激光跟踪仪协同测量的误差影响因素研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2022.0233
基金项目: 浙江省重点研发计划项目(2020C01028);浙江省自然科学基金资助项目(LQ20E050020);2021年海宁市协同创新项目(20210101)。
详细信息
    作者简介:

    尹瑞多(1980-),浙江省计量科学研究院高级工程师,研究方向:计量技术、计量科技与管理、力值计量等,邮箱:83375301@qq.com

Research on Error Influencing Factors of Coordinated Measurement of Multi-Base Station Laser Tracker

  • 摘要: 激光跟踪仪由于精度高、测量范围大、可多维测量等优势被广泛用于工业机器人的性能测量中。常规的大型设备位置尺寸测量,单基站激光跟踪仪便可以满足需求,然而在对双臂机器人、多机器人联动系统等复杂对象进行测量时,单基站激光跟踪仪不能满足同步实时测量的要求,需要采用多基站激光跟踪仪进行协同转站测量。从多基站激光跟踪仪测量的原理出发,开展多基站激光跟踪仪协同测量的误差影响因素研究,分析不同影响因素对于测量误差的影响,并通过仿真实验对比了最小二乘法、SVD分解法及四元数求解法三种方法对坐标转换的解算精度,对今后多基站激光跟踪仪测量系统的推广应用有一定的指导意义。
  • 图  1  多基站激光跟踪仪性能测量系统

    Figure  1.  Performance measurement system of multi-base station laser tracker

    图  2  激光跟踪仪测量坐标系

    Figure  2.  Measurement coordinate system of laser tracker

    图  3  多基站激光跟踪仪转站模型

    Figure  3.  Transfer model of multi-base laser tracker

    表  1  仿真计算公共点坐标

    Table  1.   Coordinates of common points calculated by simulation

    主站位转站站位
    公共点13000.000, 0.029, 0.0294999.980, 2000.049, 0.052
    公共点2−2000.048, 4999.981, 0.053−0.069, 7000.000, 0.068
    公共点3−1999.951,−0.019, 5000.019−0.019, 1999.951, 5000.019
    公共点4−7000.000,−0.068, 0.067−5000.019,1999.952, 0.053
    公共点5−2000.000,−0.019, 0.019−0.019, 2000.000, 0.019
    下载: 导出CSV

    表  2  不同参数求解方法的转站误差

    Table  2.   Transfer errors of different parameter solving methods

    最小二乘法SVD分解法四元数求解法
    平均误差0.0120.0120.014
    下载: 导出CSV
  • [1] 马金鑫, 李文定, 马文治. 光学空间尺寸测量技术在大型铸钢件尺寸检测过程中的应用[J]. 中国铸造装备与技术, 2021, 56(2): 37-40. doi: 10.3969/j.issn.1006-9658.2021.02.008
    [2] 刘新波. 大型工件几何参数激光在机测量方法研究[D]. 天津: 天津大学, 2013.
    [3] 李洋, 瞿剑苏, 李鸿儒. 基于全站仪和激光跟踪仪的长距离标定方法研究[J]. 计量与测试技术, 2021, 48(1): 86-90.
    [4] 杭强, 施威涛. 基于激光跟踪仪的机器人性能测量与分析[J]. 中国计量, 2019(1): 117-118. doi: 10.16569/j.cnki.cn11-3720/t.2019.01.046
    [5] 黄雷, 窦艳红, 樊宇, 等. 工业机器人三维在线自校准系统的研制[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(2): 3-8.
    [6] 王直荣, 陈章位, 张翔. 基于多基站的双臂机器人组合运动性能测量方法[J]. 中国计量, 2021(10): 5. doi: 10.16569/j.cnki.cn11-3720/t.2021.10.042
    [7] 陈继华, 汤廷松, 范百兴. 五/六自由度激光跟踪测量技术的原理分析[J]. 宇航计测技术, 2007(3): 58-62. doi: 10.3969/j.issn.1000-7202.2007.03.014
    [8] 蔡海超, 奚立峰. 激光跟踪仪测量系统分析[J]. 计量与测试技术, 2015, 42(9): 10-11,13. doi: 10.15988/j.cnki.1004-6941.2015.09.005
    [9] 刘万里, 欧阳健飞, 曲兴华. 激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响[J]. 光学精密工程, 2009, 17(2): 286-291. doi: 10.3321/j.issn:1004-924X.2009.02.009
    [10] 任瑜, 刘芳芳, 傅云霞, 等. 激光多边测量网布局优化研究[J]. 激光与光电子学进展, 2019, 56(1): 167-172.
    [11] 黄雷, 窦艳红, 樊宇, 等. 基于激光跟踪关节臂的机器人位姿测量系统研制[J]. 计量科学与技术, 2022, 66(1): 26-31. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2021.0005
    [12] 谢晓宁. 坐标转换模型解算方法的改进研究[D]. 南昌: 东华理工大学, 2018.
    [13] 吕继兵, 朱建军, 伍雅晴. 基于单位四元数的三维空间坐标转换直接解法[J]. 资源信息与工程, 2017, 32(2): 94-96,98. doi: 10.19534/j.cnki.zyxxygc.2017.02.044
    [14] 李丽娟, 赵延辉, 林雪竹. 加权整体最小二乘在激光跟踪仪转站中的应用[J]. 光学精密工程, 2015, 23(9): 2570-2577.
    [15] 厉志飞, 陈刚, 赵建峰, 等. 一种用于现场的RV减速器角位置误差测量装置[J]. 计量技术, 2020(1): 43-45.
  • 加载中
图(3) / 表(2)
计量
  • 文章访问数:  311
  • HTML全文浏览量:  32
  • PDF下载量:  42
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2022-09-15
  • 录用日期:  2022-12-10
  • 修回日期:  2022-09-21
  • 网络出版日期:  2022-12-12
  • 刊出日期:  2023-01-17

目录

    /

    返回文章
    返回