大尺寸空间移动测量系统末端执行器运动规划研究
发布时间：2021-08-11 11:47
近十几年来,具有高精度、大量程的移动测量系统在铁路运输、航空航天、汽车制造等行业中有着大量的需求。用户对产品制造质量的要求随着大型装备制造业的发展在不断提高,工业产品的设计和制造技术不断更新,工业现场尺寸测量逐步呈现出测量对象多样化、测量环境复杂化、测量过程自动化等特点,现有的工业尺寸测量系统已经无法满足日渐增长的大尺寸空间坐标测量自动化与高效化的需求。因此一种具有自动规划测量设备运动功能的图形用户界面亟待被开发出来,本文以动车组司机室外表面为研究对象,重点研究了可实现末端执行器运动规划自动化的方法及具有可视化功能的图形用户界面。首先,研究了现有测量设备布点策略并提出一种新的测量布点方法。基于已知的CAD模型,将其转换为STL格式,利用三角形来逼近待测工件的表面。综合扫描仪的参数及曲面的曲率因素将CAD模型的表面离散为点云数据,利用三次均匀B样条对点云数据进行插值建立其数学模型。同时建立了测量设备工作视野的数学模型,基于上述数学模型设计了具有自动化布点功能的算法。其次,研究了测量设备路径规划方法并提出一种避障路径生成策略。利用蚁群算法求取经过每块测量区域内所有测量点的最短路径。依据视觉...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三坐标测量机
-3-能完成直接测量空间目标点，所以没有协助工具时，将无法进行测量工作。图1-3 全站仪测量系统(3) 激光跟踪仪测量系统激光跟踪仪(Laser trackers)是一种精度极高的大尺寸三维坐标测量仪器，如图1-4所示，设计原理是基于干涉法。国际上占据主导地位的激光跟踪仪品牌有Leica、API、FARO等。激光跟踪仪的应用场景通常在大尺寸和超大尺寸工件的组装或加工过程中。激光跟踪仪的测量半径一般可达到35m，高性能的大于此值。同时可以全程保持测量精度高于0.04mm。因为单站式检测方式仅能够覆盖到本身的球坐标空间，所以结合精密度较高的坐标控制装置可以形成移站式或网状式的测量系统，这样就会减少重要的隐藏点、有效扩大测量的范围，提高系统精度。由上所述可知激光跟踪仪的优点如下：测量范围大、测量精度高、动态特性良好。图1-4 激光跟踪仪测量系统(4) 室内GPS测量系统如图1-5所示室内GPS定位系统的理论基础是三角定位检测技术，该定位检测系统主要由发射装置和接受装置组成
图1-3 全站仪测量系统(3) 激光跟踪仪测量系统激光跟踪仪(Laser trackers)是一种精度极高的大尺寸三维坐标测量仪器，如图1-4所示，设计原理是基于干涉法。国际上占据主导地位的激光跟踪仪品牌有Leica、API、FARO等。激光跟踪仪的应用场景通常在大尺寸和超大尺寸工件的组装或加工过程中。激光跟踪仪的测量半径一般可达到35m，高性能的大于此值。同时可以全程保持测量精度高于0.04mm。因为单站式检测方式仅能够覆盖到本身的球坐标空间，所以结合精密度较高的坐标控制装置可以形成移站式或网状式的测量系统，这样就会减少重要的隐藏点、有效扩大测量的范围，提高系统精度。由上所述可知激光跟踪仪的优点如下：测量范围大、测量精度高、动态特性良好。图1-4 激光跟踪仪测量系统(4) 室内GPS测量系统如图1-5所示室内GPS定位系统的理论基础是三角定位检测技术，该定位检测系统主要由发射装置和接受装置组成，发射装置不断向接收装置发射信号，接收装置接收到信号后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划[J]. 李振娜,王涛,王斌锐,郭振武,陈迪剑. 智能系统学报. 2019(04)
[2]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[J]. 刘学芳,曾国辉,黄勃,鲁敦科. 电子科技. 2019(09)
[3]基于改进蚁群优化算法的服务组合与优化方法[J]. 沈记全,罗常委,侯占伟,刘志中. 计算机工程. 2018(12)
[4]三维形貌测量机器人的轨迹规划技术[J]. 刘丽,马国庆,高艺,范师杰. 中国激光. 2019(02)
[5]关节型工业机器人轨迹规划研究综述[J]. 李黎,尚俊云,冯艳丽,淮亚文. 计算机工程与应用. 2018(05)
[6]基于激光测距仪的巷道变形测量装置设计[J]. 李云生. 电子设计工程. 2016(21)
[7]基于势场蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法[J]. 刘建华,杨建国,刘华平,耿鹏,高蒙. 农业机械学报. 2015(09)
[8]工业机器人笛卡尔空间轨迹规划[J]. 林威,江五讲. 机械工程与自动化. 2014(05)
[9]机器人技术研究进展[J]. 谭民,王硕. 自动化学报. 2013(07)
[10]机器人的研究现状及其发展趋势[J]. 李航,宋春华,罗胜彬,韦兴平,刘小利. 微特电机. 2013(04)
博士论文
[1]大型构件复杂曲面自动化测量方法与技术[D]. 杨守瑞.天津大学 2017
硕士论文
[1]基于视觉传感器的高铁修磨机器人焊缝识别研究[D]. 孔令倩.广州大学 2018
[2]基于双目立体视觉稀疏表示的三维重建方法研究[D]. 关梅茹.西安电子科技大学 2018
[3]蚁群算法的研究及其在路径寻优中的应用[D]. 杜磊.太原理工大学 2018
[4]喷涂机器人的轨迹规划方法研究[D]. 郭杰.哈尔滨工业大学 2017
[5]工业机器人运动仿真及轨迹规划研究[D]. 丁磊宇.沈阳工业大学 2017
[6]基于STL文件的边界建模软件改进研究[D]. 王耀庭.吉林大学 2017
[7]3D打印的核心算法研究及其实现[D]. 姜海涛.福建师范大学 2016
[8]大尺寸几何量立体视觉测量方法研究[D]. 杨超.南京航空航天大学 2016
[9]基于光栅投影的手持式无标志点三维扫描技术研究[D]. 李江龙.哈尔滨工业大学 2015
[10]搬运机器人笛卡尔空间轨迹规划研究[D]. 林仕高.华南理工大学 2013
本文编号：3336103
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
三坐标测量机
-3-能完成直接测量空间目标点，所以没有协助工具时，将无法进行测量工作。图1-3 全站仪测量系统(3) 激光跟踪仪测量系统激光跟踪仪(Laser trackers)是一种精度极高的大尺寸三维坐标测量仪器，如图1-4所示，设计原理是基于干涉法。国际上占据主导地位的激光跟踪仪品牌有Leica、API、FARO等。激光跟踪仪的应用场景通常在大尺寸和超大尺寸工件的组装或加工过程中。激光跟踪仪的测量半径一般可达到35m，高性能的大于此值。同时可以全程保持测量精度高于0.04mm。因为单站式检测方式仅能够覆盖到本身的球坐标空间，所以结合精密度较高的坐标控制装置可以形成移站式或网状式的测量系统，这样就会减少重要的隐藏点、有效扩大测量的范围，提高系统精度。由上所述可知激光跟踪仪的优点如下：测量范围大、测量精度高、动态特性良好。图1-4 激光跟踪仪测量系统(4) 室内GPS测量系统如图1-5所示室内GPS定位系统的理论基础是三角定位检测技术，该定位检测系统主要由发射装置和接受装置组成
图1-3 全站仪测量系统(3) 激光跟踪仪测量系统激光跟踪仪(Laser trackers)是一种精度极高的大尺寸三维坐标测量仪器，如图1-4所示，设计原理是基于干涉法。国际上占据主导地位的激光跟踪仪品牌有Leica、API、FARO等。激光跟踪仪的应用场景通常在大尺寸和超大尺寸工件的组装或加工过程中。激光跟踪仪的测量半径一般可达到35m，高性能的大于此值。同时可以全程保持测量精度高于0.04mm。因为单站式检测方式仅能够覆盖到本身的球坐标空间，所以结合精密度较高的坐标控制装置可以形成移站式或网状式的测量系统，这样就会减少重要的隐藏点、有效扩大测量的范围，提高系统精度。由上所述可知激光跟踪仪的优点如下：测量范围大、测量精度高、动态特性良好。图1-4 激光跟踪仪测量系统(4) 室内GPS测量系统如图1-5所示室内GPS定位系统的理论基础是三角定位检测技术，该定位检测系统主要由发射装置和接受装置组成，发射装置不断向接收装置发射信号，接收装置接收到信号后
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划[J]. 李振娜,王涛,王斌锐,郭振武,陈迪剑. 智能系统学报. 2019(04)
[2]基于改进蚁群算法的移动机器人路径规划研究[J]. 刘学芳,曾国辉,黄勃,鲁敦科. 电子科技. 2019(09)
[3]基于改进蚁群优化算法的服务组合与优化方法[J]. 沈记全,罗常委,侯占伟,刘志中. 计算机工程. 2018(12)
[4]三维形貌测量机器人的轨迹规划技术[J]. 刘丽,马国庆,高艺,范师杰. 中国激光. 2019(02)
[5]关节型工业机器人轨迹规划研究综述[J]. 李黎,尚俊云,冯艳丽,淮亚文. 计算机工程与应用. 2018(05)
[6]基于激光测距仪的巷道变形测量装置设计[J]. 李云生. 电子设计工程. 2016(21)
[7]基于势场蚁群算法的移动机器人全局路径规划方法[J]. 刘建华,杨建国,刘华平,耿鹏,高蒙. 农业机械学报. 2015(09)
[8]工业机器人笛卡尔空间轨迹规划[J]. 林威,江五讲. 机械工程与自动化. 2014(05)
[9]机器人技术研究进展[J]. 谭民,王硕. 自动化学报. 2013(07)
[10]机器人的研究现状及其发展趋势[J]. 李航,宋春华,罗胜彬,韦兴平,刘小利. 微特电机. 2013(04)
博士论文
[1]大型构件复杂曲面自动化测量方法与技术[D]. 杨守瑞.天津大学 2017
硕士论文
[1]基于视觉传感器的高铁修磨机器人焊缝识别研究[D]. 孔令倩.广州大学 2018
[2]基于双目立体视觉稀疏表示的三维重建方法研究[D]. 关梅茹.西安电子科技大学 2018
[3]蚁群算法的研究及其在路径寻优中的应用[D]. 杜磊.太原理工大学 2018
[4]喷涂机器人的轨迹规划方法研究[D]. 郭杰.哈尔滨工业大学 2017
[5]工业机器人运动仿真及轨迹规划研究[D]. 丁磊宇.沈阳工业大学 2017
[6]基于STL文件的边界建模软件改进研究[D]. 王耀庭.吉林大学 2017
[7]3D打印的核心算法研究及其实现[D]. 姜海涛.福建师范大学 2016
[8]大尺寸几何量立体视觉测量方法研究[D]. 杨超.南京航空航天大学 2016
[9]基于光栅投影的手持式无标志点三维扫描技术研究[D]. 李江龙.哈尔滨工业大学 2015
[10]搬运机器人笛卡尔空间轨迹规划研究[D]. 林仕高.华南理工大学 2013
本文编号：3336103
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