[發明專利]一種基于反距離加權的吊籃平臺位置誤差估計方法

在審

• 申請號: 201711226931.3
• 申請日: 2017-11-29
• 公開（公告）號: CN107942668A
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 史震云;蔣永瑞;陳冬冬;潘杰;田加文;黃皓;曾松
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 北京匯捷知識產權代理事務所(普通合伙)11531
• 代理人: 于鵬

技術領域

本發明涉及工程測量技術，更具體地說，本發明涉及一種基于反距離加權插值法的吊籃 平臺位置誤差估計方法。

背景技術

吊籃平臺是工廠車間起重搬運最重要的設備之一，被廣泛用于大型工廠車間里的產品制 造、裝配等，吊籃平臺的橋架沿鋪設在兩側高架上的軌道縱向運行，起重小車沿鋪設在橋架 上的軌道橫向運行，平臺末端還可以沿起重小車的豎直導軌上下運動，使得吊籃平臺末端可 以完成空間內X、Y、Z三個方向的移動操作。隨著科學技術的發展，吊籃平臺可以輔助人類 在制造業中完成高質量、大批量、高精度的工作，例如在汽車制造裝配方面，通過吊籃平臺 將汽車零件移動到準確的位置進行裝配，大大減小了人力工作量；但同時也存在著制約其發 展的因素，由于吊籃平臺的綜合因素(加工誤差、裝配誤差、控制誤差、外界擾動、溫度變 化等)的影響，吊籃平臺的理論模型與實際模型存在一定的差異，從而使得吊籃平臺末端絕 對位置精度下降，這對于吊籃平臺的應用場合有了極大的限制。因此對吊籃平臺末端的絕對 位置誤差估計的研究有著很重要的意義。根據吊籃平臺的運動學模型可知，吊籃平臺的位置 誤差為各運動方向的函數，故在吊籃平臺運動空間中相鄰的兩個點之間具有空間相關性，可 以通過空間插值的方式對吊籃平臺的位置誤差進行估計。

發明內容

針對現有技術，本發明的目的在于提供了一種基于反距離加權插值法的吊籃平臺位置誤 差估計方法，該方法通過激光跟蹤儀測量吊籃平臺移動空間一些點的實際坐標，得到這些點 理論坐標和實際坐標的位置誤差，通過求得加權函數，采用反距離加權插值法，估計出吊籃 平臺移動空間中各點的位置誤差。

本發明所使用的裝置由吊籃平臺、激光跟蹤儀以及靶球組成。靶球固定在吊籃平臺末端。

本發明通過以下技術方案實現。

該方法包括如下步驟：

步驟1：在地面將激光跟蹤儀架設好，使吊籃平臺的移動空間包含在激光跟蹤儀的測量 范圍內，把靶球安裝在吊籃平臺末端；

步驟2：以吊籃平臺基座為基點建立坐標系，將靶球放置在吊籃平臺末端，通過工具中心 點標定方法，獲取靶球相對于吊籃平臺基座坐標系的坐標；

步驟3：將激光跟蹤儀的坐標系統一到吊籃平臺的基座標；

步驟4：在吊籃平臺移動空間中均勻選取n個點作為平臺末端要運動到的點，即作為理 論坐標，吊籃平臺按照編制的程序使吊籃平臺末端依次到達這n個點，每到達一個點，激光 跟蹤儀測量靶球的坐標，即為實際坐標，求解吊籃平臺末端的理論坐標和實際坐標的差，即 為位置誤差；

步驟5：求解吊籃平臺移動空間某點與n個采樣點誤差加權函數；

步驟6：根據加權函數求得該點的位置誤差估計；

與已有技術相比，本發明的有益效果在于：本發明所述的基于反距離加權插值法的吊籃 平臺位置誤差估計方法，方法簡單，不需要建立吊籃平臺的運動學模型，具有通用性好，可 以提高吊籃平臺移動的精度，不需要對吊籃平臺控制器設備內部參數進行修改等優點。

附圖說明

圖1為本發明中測量吊籃平臺位置誤差示意圖。

圖中：1.吊籃平臺；2.激光跟蹤儀；3.靶球；

具體實施方式：

下面通過結合附圖對本發明作進一步說明。

本發明的實施方式：

參見圖1，本發明所使用的裝置由吊籃平臺、激光跟蹤儀以及靶球組成。靶球固定在吊籃 平臺末端。

下面為本發明方法的步驟做詳細的說明。

本發明方法的具體實施步驟如下：

步驟1：在地面將激光跟蹤儀架設好，使吊籃平臺的移動空間包含在激光跟蹤儀的測量 范圍內，把靶球安裝在吊籃平臺末端；

步驟2：以吊籃平臺基座為基點建立坐標系，將靶球放置在吊籃平臺末端，通過工具中心 點標定方法，獲取靶球相對于吊籃平臺基座坐標系的坐標；

步驟3：將激光跟蹤儀的坐標系統一到吊籃平臺的基座標；

步驟4：在吊籃平臺移動空間中均勻選取n個點P_k(x_k,y_k,z_k),k＝1,2,…,n作為吊籃平臺 末端要移動到的點，即為理論坐標，吊籃平臺按照編制的程序使吊籃平臺末端依次到達這n 個點，每到一個點，激光跟蹤儀測量靶球的坐標P′_k(x′_k,y′_k,z′_k),k＝1,2,…,n，即為實際坐標，則 吊籃平臺末端的理論坐標和實際坐標的位置誤差為：