一种用于飞机自动化装配的iGPS动态测量误差实时补偿方法技术

一种用于飞机自动化装配的iGPS动态测量误差实时补偿方法，该方法有九大步骤：一、确定测量目标，规划测量范围；二、构建iGPS两站测量系统；三、获取测量目标坐标信息；四、求解测量目标角度；五、求解发射器光束基本参数；六、修正发射器光束基本参数；七、求解测量目标修正坐标信息；八、重复步骤三至七，对第二个发射器进行修正；九、求解测量目标动态测量信息。本发明专利技术解决了飞机装配过程中iGPS对测量目标进行实时跟踪测量时引入冗余误差的问题，最终达到对飞机装配过程实时监控的目的。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术提供一种用于飞机自动化装配的iGI^动态测量误差实时补偿方法，它设 及一种基于室内GPS即iGPS(indoorGP巧的自动化装配平台测量辅助系统的动态测量误 差补偿方法，用于飞机自动化装配过程的实时监测与信息反馈，解决装配现场多目标实时 跟踪测量的问题，属于数字化测量的

技术介绍
该iGI^测量系统是一种新型的大尺寸空间测量系统，具有高精度、高效率和多任 务并行等特点，能提供全局性、实时性的测量数据。基于iGPS的自动化装配平台是解决飞 机部件自动化装配的有效方案，能够解决飞机装配现场空间跨越大，精度要求高等难题。但 是，作为一种光学测量设备，iGPS的测量精度会因装配过程中运动部件空间位置的实时变 化而降低，引入动态测量误差。当前对于iGI^动态测量特性的研究还停留在定性研究阶 段，没有给出其具体的动态测量特性。本专利技术针对iGI^测量原理，在静态测量方法的基础 上，建立iGI^动态测量模型，提出发射器测角补偿原理，并利用两站坐标定位模型描述动 态测量误差的产生及传递过程，从而加W补偿。实现飞机自动化装配过程中iGI^动态测量 误差实时补偿。
技术实现思路
1、专利技术目的： 为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供了一种用于飞机自动化装配的iGPS 动态测量误差实时补偿方法，它是一种用于飞机自动化装配过程的实时跟踪测量补偿方 法，解决了飞机装配过程中iGI^对测量目标进行实时跟踪测量时引入冗余误差的问题，最 终达到对飞机装配过程实时监控的目的。 阳005] 2、技术方案： 本专利技术提供了一种用于飞机自动化装配的iGI^动态测量误差实时补偿方法。研 究现有的iGI^测量模型，利用两站坐标定位模型描述动态测量误差的产生及传递过程。通 过对iGI^测角和目标运动速度进行分析，得到动态测量误差的补偿方法。 iGI^测量系统由发射器，传感器，标定杆、控制柜和数据处理软件组成。测量时，发 射器产生1道红外L邸选通信号和2道红外光平面信号，传感器接收到光信号后产生时间 脉冲信号，PCE(PositionCalculatiedEngine,位置处理器）根据时间脉冲信号，得到传感 器相对于发射器的角度信息，经TCP/IP协议发送到控制柜PC端，数据处理软件Surveyor 根据运些角度信息解算出传感器的空间坐标信息。iGI^动态测量时，只要传感器能接收到 2个发射器的光信号，并对每个发射器的测角值进行补偿，然后根据两站坐标定位原理可W 确定传感器的动态测量坐标，从而实现了iGI^动态测量误差的实时补偿。 本专利技术一种用于飞机自动化装配的iGI^动态测量误差实时补偿方法，其具体步 骤如下： 阳009] 步骤一、确定测量目标，规划测量范围； 步骤二、构建iGI^两站测量系统； 步骤Ξ、获取测量目标坐标信息； 步骤四、求解测量目标角度； 步骤五、求解发射器光束基本参数； 步骤六、修正发射器光束基本参数； 步骤屯、求解测量目标修正坐标信息； 步骤八、重复步骤Ξ至屯，对第二个发射器进行修正； 步骤九、求解测量目标动态测量信息。 其中，在步骤一中所述的"测量目标"，是指位于运动平台测量组件上的传感器； 其中，在步骤二中所述的"iGI^两站测量系统"，是指利用两台发射器构建的iGPS 测量系统，其具体构建过程如下： 步骤1、安置两个发射器，应保证发射器位置能够覆盖测量对象，选取具有最佳测 量效果的对角形覆盖； 步骤2、设备供电，连接控制柜； 步骤3、使用基准尺对iGI^测量系统进行标定，解算两发射器的空间坐标信息和 姿态信息，完成iGI^测量系统坐标系的建立； 步骤4、将矢量棒vectorbar通过控制软件surv巧or融合到iGPS测量系统的坐 柄系下，完成iGPS测量系统的构建。 其中，在步骤Ξ中所述的"获取测量目标坐标信息"，是通过iGI^数据采集软件 Surveyor来实现测量目标坐标信息的获取，该软件是iGPS测量系统配套软件；而"坐标信 息"，指的是测量目标在iGI^测量系统的笛卡尔坐标值； 其中，在步骤四中所述的"求解测量目标角度"，该测量目标角度是指传感器相对 于发射器局部坐标系的方位角0和俯仰角Θ，其求解过程是根据步骤二所述的发射器坐标 信息、姿态信息和步骤Ξ所述的测量目标坐标信息得到的，其具体实现过程是根据发射器 和传感器的坐标信息，计算传感器在发射器局部坐标系下的位置矢量，进而求解出传感器 相对于发射器的方位角0和俯仰角Θ; 其中，在步骤五中所述的"求解发射器光束基本参数"，发射器光束指的是iGI^测 量系统中发射器所发射的两扇形光束，其基本参数包括：光束扫过传感器时在水平面上与X轴的夹角Φ1、Φ2和相对于初始时间t。的转动时间t1、t2;其具体求解过程是根据步骤四 所述的测量目标角度解算的，其中Φ?、Φ2可由下式求解 阳02引转动时间Vt2可根据下式求解 式中，Φκ:是两光平面在水平面上的夹角，大小是90度，ω是发射器的旋转角速 度。 其中，在步骤六中所述的"修正发射器光束基本参数"，是指修正后的夹角Φι'和 Φ'2,修正过程是通过对运动造成的时间延迟进行补偿完成的，其具体修正过程如下： 两扇形光束在扫过测量目标时，在水平面上与X轴的夹角为： 式中，（Kff是两光平面在水平面上的夹角，大小是90度，ω是发射器的旋转角速 度，ΔΦι和ΔΦ2是补偿角，表示传感器相对于与发射器Ζ轴成一定夹角旋转轴转过的角 度，等效值为 式中，《ml,ω"2是等效角速度，取逆时针方向为正，近似等于V是传感器 的运动速度大小，r是传感器到发射器局部坐标系原点的距离，α和β是等效系数。 其中，在步骤屯中所述的"求解测量目标修正坐标信息"，其过程是在上述步骤的 基础上完成的，在得到测量目标相对于发射器的坐标信息和修正的发射器光束基本参数 后，得到传感器相对于发射器经动态补偿后的方位角#和俯仰角9 ' 式中，各参数与W上步骤中所述一致。 其中，在步骤九中所述的"求解测量目标动态测量信息"，指的是利用上述步骤所 述方法，结合两站坐标定位模型求解测量目标实时的经过补偿的测量信息，其具体求解过 程根据下式进行解算：[00创式中，Ri和R2是两发射器在全局坐标系下的姿态角矩阵，由步骤二所述的发射器 姿态信息描述；（?y,，Za)t和（XB，ye,Zb)T是步骤二所述的发射器空间坐标信息；r1和r2是 传感器与两发射器的距离，根据步骤二所述的发射器坐标信息和步骤Ξ所述的测量目标坐 标信息得到；释:和0 1'是传感器相对于第一个发射器经动态补偿后的方位角和俯仰角课； 和Θ' 2是传感器相对于第二个发射器经动态补偿后的方位角和俯仰角；(X，y，Ζ)Τ是传感器 实时的经过补偿的测量信息。 3、专利技术的优点及功效 与现有技术相比，本专利技术的有益效果是通过对iGI^测量系统动态测量结果进行 分析，得出iGI^测量系统动态测量过程中误差引入的原理，通过建模，达到了评估动态测 量误差的目的，并实现了测量过程的实时补偿，运对于飞机自动化装配的实现具有重大的 意义，有助于改善飞机装配测量不能实时跟踪的现状。【附图说明】 图1为发射器测角值示意图。 图2为iGI^测量过程示意图。 图中序号、符号、代号说明如下： P(x，y，z)是传感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于飞机自动化装配的iGPS动态测量误差实时补偿方法，其特征在于：该方法具体步骤如下：步骤一、确定测量目标，规划测量范围；步骤二、构建iGPS两站测量系统；步骤三、获取测量目标坐标信息；步骤四、求解测量目标角度；步骤五、求解发射器光束基本参数；步骤六、修正发射器光束基本参数；步骤七、求解测量目标修正坐标信息；步骤八、重复步骤三至七，对第二个发射器进行修正；步骤九、求解测量目标动态测量信息。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈良杰，孙占磊，景喜双，张承阳，张鹏飞，赵罡，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11