一种基于反距离加权的吊篮平台位置误差估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于反距离加权的吊篮平台位置误差估计方法，属于工程测量技术领域。该方法所使用的装置由吊篮平台、激光跟踪仪以及靶球组成。靶球固定在吊篮平台末端，靶球作为工具中心点。该方法通过激光跟踪仪测量吊篮平台移动空间一些点的实际坐标，得到这些点理论坐标和实际坐标的位置误差，通过求得加权函数，采用反距离加权插值法，估计出吊篮平台移动空间中各点的位置误差。该发明专利技术方法的方法简单，不需要建立吊篮平台的运动学模型，具有通用性好，可以提高吊篮平台移动的精度，不需要对吊篮平台控制器设备内部参数进行修改等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于反距离加权的吊篮平台位置误差估计方法
本专利技术涉及工程测量技术，更具体地说，本专利技术涉及一种基于反距离加权插值法的吊篮平台位置误差估计方法。
技术介绍
吊篮平台是工厂车间起重搬运最重要的设备之一，被广泛用于大型工厂车间里的产品制造、装配等，吊篮平台的桥架沿铺设在两侧高架上的轨道纵向运行，起重小车沿铺设在桥架上的轨道横向运行，平台末端还可以沿起重小车的竖直导轨上下运动，使得吊篮平台末端可以完成空间内X、Y、Z三个方向的移动操作。随着科学技术的发展，吊篮平台可以辅助人类在制造业中完成高质量、大批量、高精度的工作，例如在汽车制造装配方面，通过吊篮平台将汽车零件移动到准确的位置进行装配，大大减小了人力工作量；但同时也存在着制约其发展的因素，由于吊篮平台的综合因素(加工误差、装配误差、控制误差、外界扰动、温度变化等)的影响，吊篮平台的理论模型与实际模型存在一定的差异，从而使得吊篮平台末端绝对位置精度下降，这对于吊篮平台的应用场合有了极大的限制。因此对吊篮平台末端的绝对位置误差估计的研究有着很重要的意义。根据吊篮平台的运动学模型可知，吊篮平台的位置误差为各运动方向的函数，故在吊篮平台运动空间中相邻的两个点之间具有空间相关性，可以通过空间插值的方式对吊篮平台的位置误差进行估计。
技术实现思路
针对现有技术，本专利技术的目的在于提供了一种基于反距离加权插值法的吊篮平台位置误差估计方法，该方法通过激光跟踪仪测量吊篮平台移动空间一些点的实际坐标，得到这些点理论坐标和实际坐标的位置误差，通过求得加权函数，采用反距离加权插值法，估计出吊篮平台移动空间中各点的位置误差。本专利技术所使用的装置由吊篮平台、激光跟踪仪以及靶球组成。靶球固定在吊篮平台末端。本专利技术通过以下技术方案实现。该方法包括如下步骤：步骤1：在地面将激光跟踪仪架设好，使吊篮平台的移动空间包含在激光跟踪仪的测量范围内，把靶球安装在吊篮平台末端；步骤2：以吊篮平台基座为基点建立坐标系，将靶球放置在吊篮平台末端，通过工具中心点标定方法，获取靶球相对于吊篮平台基座坐标系的坐标；步骤3：将激光跟踪仪的坐标系统一到吊篮平台的基座标；步骤4：在吊篮平台移动空间中均匀选取n个点作为平台末端要运动到的点，即作为理论坐标，吊篮平台按照编制的程序使吊篮平台末端依次到达这n个点，每到达一个点，激光跟踪仪测量靶球的坐标，即为实际坐标，求解吊篮平台末端的理论坐标和实际坐标的差，即为位置误差；步骤5：求解吊篮平台移动空间某点与n个采样点误差加权函数；步骤6：根据加权函数求得该点的位置误差估计；与已有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术所述的基于反距离加权插值法的吊篮平台位置误差估计方法，方法简单，不需要建立吊篮平台的运动学模型，具有通用性好，可以提高吊篮平台移动的精度，不需要对吊篮平台控制器设备内部参数进行修改等优点。附图说明图1为本专利技术中测量吊篮平台位置误差示意图。图中：1.吊篮平台；2.激光跟踪仪；3.靶球；具体实施方式：下面通过结合附图对本专利技术作进一步说明。本专利技术的实施方式：参见图1，本专利技术所使用的装置由吊篮平台、激光跟踪仪以及靶球组成。靶球固定在吊篮平台末端。下面为本专利技术方法的步骤做详细的说明。本专利技术方法的具体实施步骤如下：步骤1：在地面将激光跟踪仪架设好，使吊篮平台的移动空间包含在激光跟踪仪的测量范围内，把靶球安装在吊篮平台末端；步骤2：以吊篮平台基座为基点建立坐标系，将靶球放置在吊篮平台末端，通过工具中心点标定方法，获取靶球相对于吊篮平台基座坐标系的坐标；步骤3：将激光跟踪仪的坐标系统一到吊篮平台的基座标；步骤4：在吊篮平台移动空间中均匀选取n个点Pk(xk,yk,zk),k＝1,2,…,n作为吊篮平台末端要移动到的点，即为理论坐标，吊篮平台按照编制的程序使吊篮平台末端依次到达这n个点，每到一个点，激光跟踪仪测量靶球的坐标P′k(x′k,y′k,z′k),k＝1,2,…,n，即为实际坐标，则吊篮平台末端的理论坐标和实际坐标的位置误差为：e(Pk)＝[eX(Pk)eY(Pk)eZ(Pk)]＝P′k-Pk,(k＝1,2,…,n)其中，eX(Pk)，eY(Pk)，eZ(Pk)分别表示理论位置Pk在X、Y、Z方向的位置误差；步骤5：通过下式求吊篮平台移动空间某点P0(x0,y0,z0)的加权函数；其中：λi为Pi相对于P0加权函数，di为P0与Pi的间隔距离,步骤6：根据加权函数λi，采用IDW插值方法，求解吊篮平台移动空间中某点P0处的位置误差估计位置误差估计通过下式求得：其中：λi为Pi的权值。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于反距离加权的吊篮平台位置误差估计方法，其特征在于：本专利技术所使用的装置由吊篮平台、激光跟踪仪以及靶球组成，靶球固定在吊篮平台末端；该方法包括如下步骤：步骤1：在地面将激光跟踪仪架设好，使吊篮平台的移动空间包含在激光跟踪仪的测量范围内，把靶球安装在吊篮平台末端；步骤2：以吊篮平台基座为基点建立坐标系，将靶球放置在吊篮平台末端，通过工具中心点标定方法，获取靶球相对于吊篮平台基座坐标系的坐标；步骤3：将激光跟踪仪的坐标系统一到吊篮平台的基座标；步骤4：在吊篮平台移动空间中均匀选取n个点作为平台末端要运动到的点，即作为理论坐标，吊篮平台按照编制的程序使吊篮平台末端依次到达这n个点，每到达一个点，激光跟踪仪测量靶球的坐标，即为实际坐标，求解吊篮平台末端的理论坐标和实际坐标的差，即为位置误差；步骤5：求解吊篮平台移动空间某点与n个采样点误差加权函数；步骤6：根据加权函数求得该点的位置误差估计。

【技术特征摘要】
1.一种基于反距离加权的吊篮平台位置误差估计方法，其特征在于：本发明所使用的装置由吊篮平台、激光跟踪仪以及靶球组成，靶球固定在吊篮平台末端；该方法包括如下步骤：步骤1：在地面将激光跟踪仪架设好，使吊篮平台的移动空间包含在激光跟踪仪的测量范围内，把靶球安装在吊篮平台末端；步骤2：以吊篮平台基座为基点建立坐标系，将靶球放置在吊篮平台末端，通过工具中心点标定方法，获取靶球相对于吊篮平台基座坐标系的坐标；...

【专利技术属性】
技术研发人员：史震云，蒋永瑞，陈冬冬，潘杰，田加文，黄皓，曾松，
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