[發明專利]一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法

在審

• 申請號: 202210026036.1
• 申請日: 2022-01-11
• 公開（公告）號: CN114511197A
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 張學儀;蔡項宇;何小妹;王一璋
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06T17/10;G06T7/66;G06T7/62
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 鄔曉楠

本發明公開的一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法，屬于計量軟件算法評定領域。本發明基于典型標準曲面的幾何特征量標準方程進行點集采樣，對采樣獲得的若干離散點集添加符合正態分布的隨機擾動，獲得一系列標準輸入數據，同時考慮點集受空間分布位置及姿態的影響，將點集進行旋轉和平移，得到系列標準輸入數據集；針對標準數據集建立參數化特征模型并求解相關參數，利用最小二乘擬合算法使得偏移誤差的平方和最小，計算出被測對象的形狀誤差；并與待評定算法得到的曲面參數進行比較，得到評定結果，進行算法輸出修正。本發明涵蓋參數全、可靠性高，解耦設備硬件等因素對軟件評價結果的影響，可實現標準曲面幾何量參數評價算法的溯源。

技術領域

本發明涉及一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法，屬于計量領域。

背景技術

在傳統的幾何量計量領域，研究對象往往側重關注測量設備的計量特性綜合評價，如依照ISO10360、JJF1064等相關標準對三坐標測量機測量結果的評定。隨著數字化、智能化測量技術的發展，越來越多的測量結果直接依賴測量系統配套的測量軟件，因此軟件中的評價算法在測量中扮演的作用日益凸顯。在諸多計量領域，計量評價結果依賴測量之后的軟件計算，當此類軟件用于提供最終的測量結果時，需要對其量值的準確性進行溯源，但傳統針對測量設備為研究對象的計量評定是對設備計量特性符合性的一種綜合評價，評價結果不僅包括了軟件算法差異性，還耦合了設備硬件、環境等因素的影響，并不能單獨反映軟件算法對測量結果的準確性影響。目前一些高水平計量技術機構在測量系統配套軟件算法的驗證、比對、評定等方面都在進行相關研究，但并不全面，也未統一評定對象和評定方法，同時國內也缺少這部分內容的研究。

目前，國外高水平的計量技術機構，針對測量軟件中諸如直線、平面、圓、圓柱、圓錐、球面等基本幾何元素的高斯擬合算法、切比雪夫擬合算法的測試比對驗證進行了研究，并且開發了成熟的在線驗證軟件并提供商業服務，但在涉及測試數據集的定義、生成準則、隨機擾動的添加以及測試數據集的定值等核心問題上，卻鮮有公開發表的專利發明和相關研究。

ISO標準和我國的國家標準中對諸如球度、錐度及圓柱度等幾何參量都給出了明確的定義，但并沒有給出符合定義的統一標準評價算法，這直接導致了采用不同的評價算法得出的評價結果之間存在發散性大、量值不統一的問題，嚴重影響了幾何參量評定中的準確性和一致性，這已在多次國際測量比對中得到證實。

發明內容

針對現有技術缺少針對測量系統配套軟件評價算法的評定問題，本發明公開一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法，目的是解耦設備硬件等因素對軟件評價結果的影響，通過修正被評價算法的輸出結果，提高測量系統的精度。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

本發明公開的一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法，對具有標準解析方程的典型標準曲面進行點集采樣，對離散點集加入擾動，構造出系列標準輸入數據集；針對系列標準輸入數據集，構建標準評價方法；通過標準評價方法得到的形狀誤差、標準偏差及擬合的特征參數值，作為評價其他算法的評定標準；被評價算法的輸出結果與評定標準間的偏差作為被評價算法的修正參考，以提高測量系統的精度。

本發明公開的一種標準曲面特征參數評價算法的評定方法，包括以下步驟：

步驟1：對平面、圓面、球面、圓柱面、圓錐面幾類典型標準曲面的標準解析方程進行點集采樣，獲得滿足標準方程的若干離散點集；

步驟2：在步驟1獲得的點集基礎上添加符合正態分布的隨機擾動，獲得標準輸入數據；

步驟3：考慮幾何體在空間的分布位置、姿態對獲得點集的影響，將步驟2的標準輸入數據進行旋轉和平移，得到系列標準輸入數據集，為軟件算法評定統一評定對象；

步驟4：構建標準評價方法；

對步驟3獲得的系列標準輸入數據集，依據模擬元素不同的特征化參數，通過擬合算法構建相應的幾何模型，使得偏移誤差的平方和最小。