[發(fā)明專利]協(xié)作多臂測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差評價、檢測方法與系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010113505.4
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111272068B
• 公開（公告）日: 2021-07-27
• 發(fā)明（設計）人: 周森;徐健;陶磊;顏宇;熊乙坤
• 申請（專利權）人: 重慶市計量質量檢測研究院
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01B11/24;G01B11/26;B25J18/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產(chǎn)權代理有限公司 50212
• 代理人: 周玉玲

本發(fā)明公開了協(xié)作多臂測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差評價、檢測方法與系統(tǒng)，評價方法根據(jù)參考臂與其余控制臂的空間夾角進行數(shù)據(jù)轉化，得到其余控制臂在參考臂位姿下的翻轉數(shù)據(jù)；利用翻轉數(shù)據(jù)與參考臂在有效視場范圍內對同一標準的采樣數(shù)據(jù)進行聯(lián)合誤差評價；檢測系統(tǒng)包括翻轉機構與角度跟蹤系統(tǒng)，檢測方法包括調節(jié)翻轉機構使標準器轉動到第i個控制臂的有效視場范圍內，利用角度跟蹤系統(tǒng)獲取標準器相對于參考位置的參考翻轉角度α_i；根據(jù)參考翻轉角度α_i對各個控制臂采集的數(shù)據(jù)進行轉換。本發(fā)明解決了協(xié)作多臂多傳感器測量系統(tǒng)非同構空間的傳感器高質量采樣和聯(lián)合測量誤差的評測問題。

技術領域

本發(fā)明涉及聯(lián)合誤差測量技術領域，尤其是針對多臂多傳感器測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差測量方法。

背景技術

協(xié)作多臂測量系統(tǒng)具兩個及以上控制臂，每個控制臂上具有單個或多個/種傳感器，各個控制臂的軸線不平行。聯(lián)合誤差的評價是將多個傳感器分別對同一標準器的采樣數(shù)據(jù)進行集中融合處理，得到相應的聯(lián)合誤差。聯(lián)合誤差包含聯(lián)合尺寸測量誤差、聯(lián)合形狀測量誤差、聯(lián)合位置測量誤差。為了保證各個臂的單個測量精度和聯(lián)合測量精度，需使用同一標準器對單個臂測量能力和多個臂聯(lián)合使用測量能力進行檢測。

參考圖4所示，對于單臂多傳感器的聯(lián)合誤差的評價需要分別用各個傳感器對標準器進行采樣，例如接觸式傳感器a1、光學傳感器a2、影像傳感器a3分別對標準器中的一個標準球進行采樣。在采樣過程中，該標準球處于各傳感器有效視場范圍內。其中，接觸式傳感器對該球的上表面進行分布式采樣，采樣點共計25個，近似均勻地分布在球體的上端表面上；光學傳感器對球體上表面進行采樣，上表面的覆蓋面積為中心線Z軸的30角度區(qū)域，采樣點為25個；圖像傳感器采集球體上端近似中間截面，在中間截面近似均勻采樣，獲得采樣點25個。利用每個傳感器的采樣數(shù)據(jù)進行擬合得到擬合球(高斯球)，將擬合球的直徑與名義值的差作為該聯(lián)合測量系統(tǒng)的尺寸測量誤差；將所有點到球心的最大值和最小值之差作為系統(tǒng)形狀測量誤差。各傳感器的采樣數(shù)據(jù)擬合得到各自的球心，用所有球心坐標擬合得到最小外接球，外接球的直徑作為該聯(lián)合測量系統(tǒng)的位置誤差。

但是，對于多臂多傳感器的聯(lián)合誤差檢測，若直接采用單臂多傳感器對標準器的采樣方式，會導致標準器不能同時滿足位于每個控制臂上的傳感器的有效視場范圍內，嚴重影響聯(lián)合誤差的精度。

發(fā)明內容

針對現(xiàn)有技術中存在的上述不足，本發(fā)明提供一種協(xié)作多臂多傳感器測量系統(tǒng)檢測方法，解決協(xié)作多臂多傳感器測量系統(tǒng)非同構空間的傳感器高質量采樣和聯(lián)合測量誤差的評測問題。

本發(fā)明還提供一種協(xié)作多臂測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差檢測方法，解決現(xiàn)有技術中無法準確采集用于檢測協(xié)作多臂測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差的測量數(shù)據(jù)的技術問題。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下技術手段：一種協(xié)作多臂測量系統(tǒng)的聯(lián)合誤差評價方法，以一個控制臂作為參考臂，其余控制臂相對于參考臂均存在空間夾角；分別獲取其余控制臂相對于參考臂的空間夾角，根據(jù)空間夾角對其余控制臂在有效視場范圍內對同一標準器的采樣數(shù)據(jù)進行轉化，得到其余控制臂在參考臂位姿下的翻轉數(shù)據(jù)；利用翻轉數(shù)據(jù)與參考臂在有效視場范圍內對同一標準器的采樣數(shù)據(jù)進行聯(lián)合誤差評價。

進一步的，聯(lián)合誤差包括聯(lián)合尺寸測量誤差P_Size、聯(lián)合形狀測量誤差P_Form與聯(lián)合位置測量誤差P_Location，具體評價方式分別如下：

參考臂的所有采樣數(shù)據(jù)以及其余控制臂的所有翻轉數(shù)據(jù)均作為測量點數(shù)據(jù)；

聯(lián)合尺寸測量誤差P_Size：根據(jù)測量點數(shù)據(jù)擬合出空間球體，將空間球體的直徑與標準器上標準球的直徑名義值之差作為聯(lián)合尺寸測量誤差；

聯(lián)合形狀測量誤差P_Form：根據(jù)測量點數(shù)據(jù)擬合出空間球體，將所有測量點到空間球體球心的最大值與最小值之差作為聯(lián)合形狀測量誤差；