[發明專利]一種大尺寸平面度的在位測量方法

有效

• 申請號: 201410249777.1
• 申請日: 2014-06-06
• 公開（公告）號: CN103983219B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發明（設計）人: 李杰;吳時彬;曹學東;朱文;楊杰
• 申請（專利權）人: 中國科學院光電技術研究所
• 主分類號: G01B11/30
• 分類號: G01B11/30
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于：該方法通過以下步驟完成：

步驟S1：在被測平面附近布置兩站激光跟蹤儀，且兩站激光跟蹤儀之間相對被測平面具有一高度差；

步驟S2：對兩站激光跟蹤儀的系統誤差進行自校準；

步驟S3：將兩站激光跟蹤儀位于被測平面附近不同的兩位置，并分別測量被測平面上相同被測點的坐標，分別得到兩站激光跟蹤儀的第一位置坐標數據和第二位置坐標數據；

步驟S4：使用第一位置坐標數據對第二位置坐標數據進行誤差補償，得到補償后的坐標數據；

步驟S5：對補償后的坐標數據進行計算，獲得被測平面的平面度。

2.根據權利要求1所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述兩站激光跟蹤儀為在被測平面附近的第一位置布置一臺第一站激光跟蹤儀，之后將第一站激光跟蹤儀移站至被測平面附近的第二位置稱之為第二站激光跟蹤儀。

3.根據權利要求2所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述的第一站激光跟蹤儀位于被測平面附近的第一位置，測量被測平面上被測點的坐標，得到第一位置坐標數據；所述第二站激光跟蹤儀位于被測平面附近的第二位置，再次對測量被測平面上所述被測點的坐標，得到第二位置坐標數據。

4.根據權利要求1所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述激光跟蹤儀為使用兩臺激光跟蹤儀，所述兩臺激光跟蹤儀包括第一站激光跟蹤儀和第二站激光跟蹤儀。

5.根據權利要求4所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述第一站激光跟蹤儀位于被測平面附近的第一位置，第二站激光跟蹤儀位于被測平面附近的第二位置，第一站激光跟蹤儀和第二站激光跟蹤儀分別測量被測平面上相同被測點的坐標，得到第一位置坐標數據和第二位置坐標數據。

6.根據權利要求3或5任一項所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述第一站激光跟蹤儀靠近被測平面放置，用以增加測量第一站激光跟蹤儀與被測點連線在被測平面內投影長度的精度。

7.根據權利要求3和5任一項所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，所述第二站激光跟蹤儀與被測點連線在被測平面的法向上具有一高度差及角度，用以增加測量第二站激光跟蹤儀與被測點連線在被測平面法向上高度差精度。

8.根據權利要求1所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，其特征在于，所述激光跟蹤儀測距模式選為干涉測距模式。

9.根據權利要求3和5任一項所述的大尺寸平面度的在位測量方法，其特征在于，其特征在于，步驟S4所述誤差補償的步驟包括：

步驟S41：分別用第一站激光跟蹤儀的第一位置坐標數據及第二站激光跟蹤儀測量的第二位置坐標數據擬合被測平面，得到擬合平面A、B；計算第一站激光跟蹤儀測量距離ρ_1i在擬合平面A面上投影長度l_1i；以擬合平面B法向為坐標系Z軸，第二站激光跟蹤儀自身坐標原點在擬合平面B面上投影點為坐標系原點建立坐標系，導出第二站激光跟蹤儀測量第二位置球坐標的格式坐標數據(ρ_2i，θ_2i，σ_2i)及在擬合平面B上投影坐標(x_2i，y_2i)；

步驟S42：根據投影坐標x_2i，y_2i、投影長度l_1i，計算第一站激光跟蹤儀、第二站激光跟蹤儀自身坐標原點在擬合平面A、B上投影點在擬合平面A、B的轉換關系，表示如下：

min→Σi=1n((x2i×a+y2i×b+c)2+(-x2i×b+y2i×a+d)2-l1i)]]>

其中i為被測點數，i＝1，2，3…n，a、b為被測平面坐標旋轉系數，c、d為被測平面坐標變換平移系數；

步驟S43：將擬合平面B上投影坐標(x_2i，y_2i)進行坐標變換，得到變換坐標(x_3i，y_3i)：

步驟S44：將變換坐標(x_3i，y_3i)轉換成長度，獲得并計算轉換后長度與基準長度計算的偏差Δl_i：

步驟S45：補償第二站激光跟蹤儀的俯仰角度偏差，得到最終俯仰角度θ_i：

步驟S46：對最終俯仰角度θ_i進行計算，得到補償后坐標數據值(x_i，y_i，z_i)，并獲取第二站激光跟蹤儀測量的水平角σ_2i。