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基于表征参量的标准测试数据集构建技术研究

蔡项宇 何小妹 瞿剑苏 于普 贾长逸

蔡项宇,何小妹,瞿剑苏,等. 基于表征参量的标准测试数据集构建技术研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 45-51 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0288
引用本文: 蔡项宇,何小妹,瞿剑苏,等. 基于表征参量的标准测试数据集构建技术研究[J]. 计量科学与技术,2024, 68(3): 45-51 doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0288
CAI Xiangyu, HE Xiaomei, QU Jiansu, YU Pu, JIA Changyi. Research on the Construction of Standardized Test Datasets Based on Characterization Parameters[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 45-51. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0288
Citation: CAI Xiangyu, HE Xiaomei, QU Jiansu, YU Pu, JIA Changyi. Research on the Construction of Standardized Test Datasets Based on Characterization Parameters[J]. Metrology Science and Technology, 2024, 68(3): 45-51. doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0288

基于表征参量的标准测试数据集构建技术研究

doi: 10.12338/j.issn.2096-9015.2023.0288
详细信息
    作者简介:

    蔡项宇(1997-),中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所助理工程师,研究方向:几何量测试计量及点云计算,邮箱:caixiangyucz@163.com

    通讯作者:

    何小妹(1977-),中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所正高级工程师,研究方向:复杂曲面测量与校准,邮箱:hexiaomei2000@163.com

  • 中图分类号: TB921

Research on the Construction of Standardized Test Datasets Based on Characterization Parameters

  • 摘要: 几何要素拟合作为测量评价软件中评定误差的关键步骤,不同逼近方法、评价策略的选择及有效数字的取舍等都会对评价结果产生影响,导致不同测量分析软件对同一测量数据生成不同的评价结果。面向几何要素拟合评价算法难以认证的问题,分析和讨论了标准输入测试数据集的生成依据和规则,以及由此确定了不同几何要素的表征参量,实现了基于表征参量的标准输入测试数据集的动态构建。基于标准输入测试数据,通过研究最小二乘双重拟合算法及几何公差评价算法,实现了标准输出测试数据集的生成,最后将评价结果与蔡司测量分析软件CALYPSO进行了比对验证。通过动态构建的标准输出测试数据集与测量评价软件的评价结果进行比对,以完成测量评价软件中不同几何要素基于最小二乘拟合评价算法的认证。
  • 图  1  标准输入测试数据集的构建流程

    Figure  1.  Construction process for the standardized input test dataset

    图  2  标准输出测试数据集的构建流程

    Figure  2.  Construction process for the standardized output test dataset

    图  3  一次曲面(线)形状误差

    Figure  3.  Shape error of linear surfaces (curves)

    图  4  二次曲面的形状误差

    Figure  4.  Shape error in quadric surfaces (curves)

    表  1  不同几何要素的表征参量

    Table  1.   Characterization parameters for different geometric elements

    序号几何要素尺寸量通用评价参数共性评价参数
    1直线质心、方向余弦直线度标准
    偏差
    2平面质心、法向量平面度
    3圆心、直径、
    法平面方向余弦
    圆度
    4球心、直径形状误差
    5圆柱直径、轴线上一点、
    轴线方向余弦
    圆柱度
    6圆锥圆锥顶点、半顶角、
    轴线方向余弦
    形状误差
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    表  2  直线表征参量评价结果的比对

    Table  2.   Comparison of evaluation results of the straight line characterization parameters /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 直线度 0.003370 0.003371 −0.000001
    直线标准偏差 0.000742 0.000749 −0.000007
    2 直线度 0.003050 0.003048 0.000002
    直线标准偏差 0.000984 0.000990 −0.000006
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    表  3  平面表征参量评价结果的比对

    Table  3.   Comparison of evaluation results of the plane characterization parameters /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 平面度 0.000523 0.000524 -0.000001
    平面标准偏差 0.000120 0.000123 -0.000003
    2 平面度 0.000644 0.000644 0.000000
    平面标准偏差 0.000158 0.000160 -0.000002
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    表  4  圆表征参量评价结果的比对

    Table  4.   Comparison of evaluation results of the circle characterization parameters /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 圆心: X 47.371483 47.371483 0.000000
    圆心: Y 133.929389 133.929389 0.000000
    圆心: Z 427.760776 427.760776 0.000000
    直径 3.389767 3.389767 0.000000
    圆度 0.005488 0.005485 0.000003
    圆标准偏差 0.001217 0.001216 0.000001
    2 圆心: X 398.152904 398.152904 0.000000
    圆心: Y 969.371763 969.371763 0.000000
    圆心: Z 976.262163 976.262163 0.000000
    直径 2.642686 2.642686 0.000000
    圆度 0.007818 0.007816 0.000002
    圆标准偏差 0.001549 0.001554 -0.000005
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    表  5  球表征参量评价结果的比对

    Table  5.   Comparison of evaluation results of the sphere characterization parameters /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 球心点: X 0.000092 0.000092 0.000000
    球心点: Y 0.000094 0.000094 0.000000
    球心点: Z 0.000422 0.000422 0.000000
    直径 4.000185 4.000185 0.000000
    形状误差 0.076697 0.076697 0.000000
    球标准偏差 0.009868 0.009871 −0.000003
    2 球心点: X 2.269316 2.269316 0.000000
    球心点: Y 14.453128 14.453128 0.000000
    球心点: Z −0.000172 −0.000172 0.000000
    2 直径 1.361695 1.361695 0.000000
    形状误差 0.401360 0.401360 0.000000
    球标准偏差 0.049599 0.049607 −0.000008
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    表  6  圆柱表征参量评价结果的比对

    Table  6.   Comparison of evaluation results of the cylinder characterization parameters /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 直径 25.165368 25.165368 0.000000
    圆柱度 0.051856 0.051856 0.000000
    圆柱标准偏差 0.011754 0.011757 −0.000003
    2 直径 43.537271 43.537271 0.000000
    圆柱度 0.106292 0.106292 0.000000
    圆柱标准偏差 0.019902 0.019913 −0.000011
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    表  7  圆锥表征参量评价结果的比对

    Table  7.   Comparison of evaluation results of characterization parameters of the cone /mm

    序号 表征参量 本文 CALYPSO 本文与CALYPSO的差值
    1 顶点: X 777.405997 777.405997 0.000000
    顶点: Y 281.053976 281.053976 0.000000
    顶点: Z 120.481811 120.481811 0.000000
    半顶角(°) 0.354314 0.354314 0.000000
    形状误差 0.000163 0.000163 0.000000
    圆锥标准偏差 0.000044 0.000045 −0.000001
    2 顶点: X 93.476997 93.476997 0.000000
    顶点: Y 705.253355 705.253355 0.000000
    顶点: Z −99.490343 −99.490343 0.000000
    半顶角(°) 21.768636 21.768636 0.000000
    形状误差 0.106292 0.106292 0.000000
    圆锥标准偏差 0.019359 0.019363 −0.000004
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-17
  • 录用日期:  2024-01-02
  • 修回日期:  2024-01-18

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