[發(fā)明專利]一種管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111597768.8
• 申請(qǐng)日: 2021-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114281022A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 莊金雷;王飛陽(yáng);陳盟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)蕪湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G05B19/404
• 分類號(hào): G05B19/404;B21C51/00
• 代理公司: 蕪湖安匯知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34107
• 代理人: 鐘雪

1.一種管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法，其特征在于，所述方法具體包括如下步驟：

S1、讀取管路的端點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)，初始化卡箍點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)Ps_M；

S2、基于管路所有控制點(diǎn)在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C及測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)，計(jì)算出測(cè)量坐標(biāo)系M相對(duì)于設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C的位姿矩陣T_M_C及配準(zhǔn)誤差；

S3、在測(cè)量坐標(biāo)系M中查找與設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C中卡箍點(diǎn)Q_s_C最為匹配的卡箍點(diǎn)P_s_M，更新卡箍點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)P_s_M；

S4、檢測(cè)當(dāng)前配準(zhǔn)誤差與上次配準(zhǔn)誤差的差值是否大于誤差變化閾值，若檢測(cè)結(jié)果為是，則執(zhí)行步驟S2，若檢測(cè)結(jié)果為否，則計(jì)算所有控制點(diǎn)的測(cè)量誤差。

2.如權(quán)利要求1所述管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法，其特征在于，卡箍點(diǎn)坐標(biāo)Ps_M的初始化方法具體如下：

在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C中獲取卡箍點(diǎn)Q_s兩端的鄰近節(jié)點(diǎn)Q_n、Q_m，計(jì)算節(jié)點(diǎn)Q_n到卡箍點(diǎn)Q_s的距離d₁及卡箍點(diǎn)Q_s到節(jié)點(diǎn)Q_m的距離d₂，獲取距離d₁與距離d₂的比值a；

在測(cè)量坐標(biāo)系M中獲取卡箍點(diǎn)P_s兩端的鄰近節(jié)點(diǎn)P_n、P_m，基于比值a確定卡箍點(diǎn)P_s在節(jié)點(diǎn)P_n、節(jié)點(diǎn)P_m所在線段上的位置，即卡箍點(diǎn)P_s在測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)P_s_M。

3.如權(quán)利要求1所述管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法，其特征在于，位姿矩陣T_M_C的獲取方法具體如下：

初始化管路所有控制點(diǎn)的權(quán)重W，將管路所有控制點(diǎn)在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C及測(cè)量坐標(biāo)系M下的坐標(biāo)、控制點(diǎn)權(quán)重W輸入點(diǎn)集權(quán)重剛體配準(zhǔn)算法，獲取設(shè)計(jì)坐標(biāo)系M相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系C的位姿矩陣T_M_C；

控制點(diǎn)的權(quán)重與對(duì)應(yīng)點(diǎn)的圖紙公差成反比。

4.如權(quán)利要求1所述管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法，其特征在于，卡箍點(diǎn)坐標(biāo)Ps_M的更新方法具體如下：

將測(cè)量坐標(biāo)系M中卡箍點(diǎn)兩端的鄰近節(jié)點(diǎn)P_n_M、P_m_M轉(zhuǎn)換到設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C下，得到P_n_C、P_m_C，在P_n_C、P_m_C所在直線段上查找距設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C中卡箍點(diǎn)Q_s_C最近的點(diǎn)P_s_C，將點(diǎn)P_s_C轉(zhuǎn)換至測(cè)量坐標(biāo)系M下得到P_s_M，即為更新后的卡箍點(diǎn)坐標(biāo)P_s_M。

5.如權(quán)利要求1所述管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法，其特征在于，控制點(diǎn)的測(cè)量誤差計(jì)算方法具體如下：

將當(dāng)前更新后的卡箍點(diǎn)坐標(biāo)P_s_M作為當(dāng)前在測(cè)量坐標(biāo)系下的卡箍點(diǎn)坐標(biāo)，基于步驟S2獲取測(cè)量坐標(biāo)系M相對(duì)于設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C的位姿矩陣T_M_C，基于位姿矩陣T_M_C將測(cè)量坐標(biāo)系中的所有控制點(diǎn)P_M轉(zhuǎn)換到設(shè)計(jì)坐標(biāo)系下，獲得坐標(biāo)P_C，P_C與Q_C間的坐標(biāo)誤差累加即為所有控制點(diǎn)的測(cè)量誤差；

其中，Q_C表示管路中控制點(diǎn)Q在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系C中的坐標(biāo)，P_M表示管路中控制點(diǎn)P在測(cè)量坐標(biāo)系M中的坐標(biāo)。

6.一種管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

管路測(cè)量設(shè)備，用于測(cè)量管路端點(diǎn)及節(jié)點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，并發(fā)送至處理單元；

存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)有管路設(shè)計(jì)圖紙及管路控制點(diǎn)在設(shè)計(jì)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)；

處理單元，基于權(quán)利要求1至5任一權(quán)利要求所述管路控制點(diǎn)誤差計(jì)算方法計(jì)算卡箍點(diǎn)在測(cè)量坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，進(jìn)而獲取管路控制點(diǎn)的測(cè)量誤差。