[發明專利]一種測量標定三坐標數控定位器球窩位置坐標的方法

有效

• 申請號: 202110350160.9
• 申請日: 2021-03-31
• 公開（公告）號: CN113071705B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發明（設計）人: 譙成;李杰;謝穎;黨曉剛;劉均;康志文;馬振博;許博
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業（集團）有限責任公司
• 主分類號: B64F5/60
• 分類號: B64F5/60;B64F5/10
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務所(普通合伙) 51228
• 代理人: 尹新路

1.一種測量標定三坐標數控定位器球窩位置坐標的方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：制造一種測量輔助工具，所述測量輔助工具包括球頭(1)、支撐座(2)和至少五個反射鏡安裝座(3)，所述支撐座(2)和球頭(1)通過連接桿(101)連接，將所有反射鏡安裝座(3)均安裝在支撐座(2)上，使得所有的反射鏡安裝座(3)不共面；

步驟S2：將測量輔助工具安裝在空間內任一位置，使得球頭(1)不與三坐標數控定位器的球窩接觸配合，在每個反射鏡安裝座(3)上分別安裝一個反射鏡；

步驟S3：遠離測量輔助工具和三坐標數控定位器球窩的位置架設激光跟蹤儀，并連接測量軟件；

步驟S4：使用激光跟蹤儀以測量地面的建站基準點建立坐標系；

步驟S5：使用激光跟蹤儀依次測量每個反射鏡在坐標系下的坐標，分別記錄為P₁、P₂…P_n；

步驟S6：將測量輔助工具安裝在三坐標數控定位器上，使得測量輔助工具的球頭(1)和三坐標數控定位器的球窩緊密接觸配合，在每個反射鏡安裝座(3)上分別安裝一個反射鏡；

步驟S7：使用激光跟蹤儀依次測量每個反射鏡在坐標系下的坐標，分別記錄為P₁’、P₂’…P_n’；

步驟S8：計算此時球頭(1)的球心坐標P₀’，以球心坐標P₀’作為三坐標數控定位器球窩的球心坐標；所述步驟S8中計算球頭(1)的球心坐標P₀’的方法包括以下步驟：

步驟S801：將點組P₁、P₂…P_n和點組P₁’、P₂’…P_n’均記錄為3×1矩陣，分別計算點組P₁、P₂…P_n的質心矩陣P和點組P₁’、P₂’…P_n’的質心矩陣P’；

步驟S802：計算質心矩陣P的偏差矩陣Qi和質心矩陣P’的偏差矩陣Qi’，Qi＝Pi-P，Qi’＝Pi’-P’，其中i＝1,2,…,n；n為反射鏡安裝座(3)的個數；

步驟S803：計算協方差矩陣其中H為3×3的矩陣；

步驟S804：對矩陣H進行奇異值分解，使得H＝UΛV^T，其中U＝[u₁,u₂,u₃]，V＝[v₁,v₂,v₃]，u₁、u₂、u₃、v₁、v₂、v₃均為3×1的矩陣，Λ為3×3的對角矩陣；

步驟S805：計算X＝VU^T，并計算X的行列式值det(X)；

步驟S806：對det(X)的值進行判斷，并計算旋轉矩陣R，若det(X)＝1，則R＝X；若det(X)＝-1，則R＝V’U^T，其中V’＝[v₁,v₂,-v₃]；

步驟S807：計算平移向量T＝P’-RP；

步驟S808：計算測量輔助工具球頭球心坐標P₀’＝RP₀+T。

2.根據權利要求1所述的一種測量標定三坐標數控定位器球窩位置坐標的方法，其特征在于：所述步驟S801中計算質心矩陣P和P’的方法為：n為反射鏡安裝座(3)的個數。

3.根據權利要求1所述的一種測量標定三坐標數控定位器球窩位置坐標的方法，其特征在于：所述球頭(1)和要測量的三坐標數控定位器的球窩的直徑相同。

4.根據權利要求1所述的一種測量標定三坐標數控定位器球窩位置坐標的方法，其特征在于：所述步驟S3中的測量軟件為SpatialAnalyzer測量軟件。