一种基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法技术

本发明专利技术涉及一种基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法。该方法利用激光跟踪仪等数字化测量系统测量刚体表面关键点集，与三维模型中点集理论数据对比，可解算刚体位置与姿态。对测量不确定度源进行分析，采用主成分分析法对点集测量数据中的定位不确定度和测量不确定度进行分离，进而给出数字化测量系统的不确定度评价。设计计算刚体位置与姿态不确定度的方法，并在三维空间中表现为具有几何边界的实体几何特征在某个范围内随机存在，该范围存在一个最大边界和最小边界，构成了位置与姿态所描述的刚体的几何特征的最小包络范围，为刚体装配方案的调整提供决策依据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法
本专利技术利用激光跟踪仪测量刚体表面关键点集，解算刚体位置与姿态。对测量不确定度源进行分析，采用主成分分析法对点集测量数据中的定位不确定度和测量不确定度进行分离。设计刚体位置与姿态测量不确定度计算方法，为刚体装配方案的调整提供决策依据。属于针对大尺寸部件的测量辅助装配领域。
技术介绍
在航空、航天、船舶领域，其产品通常尺寸大，精度要求高，工艺复杂。大部件装配作为生产过程中的关键步骤，其首要任务是确定被装配部件之间的相对位置与姿态，需要大尺度空间测量技术的支持。目前常用的测量仪器有激光跟踪仪、iGPS、视觉测量、三坐标测量机、激光雷达等，其测量实质是获取目标点在参考坐标系下的三维坐标，再根据相应关系进行位置与姿态拟合。不确定度是一个与测量结果相关联的、表征被测量之合理赋值的分散程度的参量。任何测量结果均存在一定的不确定性，表现为采用相同手段进行多次重复测量的测量结果各不相同，测量结果只有在与相应的测量不确定度同时出现时，才具有可信性和完整性。由于测量不确定度的存在，使得单次测量结果无法完全准确地反映被测量对象的实际状态，即存在测量误本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法，其特征在于，利用激光跟踪仪等数字化测量系统测量刚体关键点坐标，根据三维模型中关键点坐标理论值解算刚体位置与姿态，分析关键点测量不确定度，并计算刚体位置与姿态不确定度，上述方法基于专用软件实现，为刚体装配方案的调整提供决策依据。

【技术特征摘要】
1.一种基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法，其特征在于，利用激光跟踪仪等数字化测量系统测量刚体关键点坐标，根据三维模型中关键点坐标理论值解算刚体位置与姿态，分析关键点测量不确定度，并计算刚体位置与姿态不确定度，上述方法基于专用软件实现，为刚体装配方案的调整提供决策依据。2.如权利要求1所述的基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法，其特征在于，所述关键点测量不确定度分析方法为：由数字化测量系统对每个关键点连续测量，采用主成分分析法对点集测量数据中的定位不确定度和测量不确定进行分离。3.如权利要求1所述的基于点集测量的刚体位置与姿态测量不确定度评估方法，其特征在于，所述刚体位置与姿态不确定度具体特征为：刚体位置与姿态是一个六维矢量，其不确定度是一个协方差矩阵，矩阵的对角线上的元素是各个测量分量自身的不确定度，对角线外的元素是各分量的互不确定度。设刚体位置与姿态为(x，y，z，α...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾晓雯，王美清，张宇飞，于浩，麻倍之，杜福洲，
申请(专利权)人：北京航天新风机械设备有限责任公司，北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11