双基站空间定位与测量系统在主管道安装中的应用

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作者 路宏杰 张萌 +3 位作者 许志强 仲维光 张亚军 赫海涛 《压力容器》 北大核心 2024年第4期80-86,共7页

针对百分表、直尺测距等传统主管道焊接变形量及趋势的监测方法对人员技能水平要求高、数据计算量大、存在反馈不及时等问题,开展了双基站空间定位与测量系统在主管道安装过程中动态监测应用研究。基于非接触、面阵式测量特点,能够通过... 针对百分表、直尺测距等传统主管道焊接变形量及趋势的监测方法对人员技能水平要求高、数据计算量大、存在反馈不及时等问题,开展了双基站空间定位与测量系统在主管道安装过程中动态监测应用研究。基于非接触、面阵式测量特点,能够通过多相机实现视场角范围内多个测量点一次测量,瞬时获取大量数据,具有测量效率高的技术优势。通过各主设备端管口及主管道模拟定位、测量系统现场布设及标定、监测基准选择、组对焊接过程监测等工艺流程的实施,实现了该系统在某核电项目主管道焊接全过程监测,能够较好地掌握管道位移变化情况。根据各管口监测数据分析,其累计收缩量在7.43~8.73 mm范围,满足提前预留7~9 mm安装调节控制余量的要求,验证了该系统在主管道安装组对过程中能够提供精准的数据支持,在质量控制和工效提升方面具有一定的应用价值。 展开更多

关键词 主管道 空间定位测量系统 过程控制 位移监测

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工作空间测量定位系统加权问题研究 被引量：3

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作者 任永杰 薛彬 +2 位作者 杨凌辉 赵子越 邾继贵 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期668-672,共5页

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,简称w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统,工作空... 工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,简称w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面定位技术的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域。作为一种分布式系统,工作空间测量定位系统也存在着为不同测量节点分配权重的问题。考虑到在定位过程中误差的复杂性,提出一种根据不同测量区域,利用统计数据对不同测量节点动态分配权重的分权方法。为验证此方法,设计了对比实验,实验结果表明:文中提出的加权方法可显著提高工作空间测量定位系统的测量精度。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 动态加权 解算方法

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基于IAGA的空间测量定位系统测站优化部署 被引量：3

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作者 熊芝 岳翀 薛彬 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第4期561-566,共6页

空间测量定位系统是一种基于光电扫描的角度交汇测量系统,由于该系统是在多测站协同作用下实现坐标测量,因此测站的布局优化是应用时面临的重要问题。为了解决该问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的测站优化部署方案。以系统定位... 空间测量定位系统是一种基于光电扫描的角度交汇测量系统,由于该系统是在多测站协同作用下实现坐标测量,因此测站的布局优化是应用时面临的重要问题。为了解决该问题,提出了一种基于改进自适应遗传算法的测站优化部署方案。以系统定位精度、覆盖度和使用成本作为多目标优化函数;将进化代数衰减因子与自适应遗传算法相结合,根据多目标函数建立改进自适应遗传算法优化流程;对2~4个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,与传统自适应遗传算法相比,该方法能在10~20代内收敛到最优解并获得更优的目标函数值。因此该方法在空间布局优化设计中能有效提高系统的测量性能。 展开更多

关键词 交汇测量 测站部署 空间测量定位系统 改进自适应遗传算法

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工作空间测量定位系统最佳测量点的确定方法 被引量：3

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作者 薛彬 邾继贵 郑迎亚 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期1218-1222,共5页

工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面交会的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域的测量和检测任务。作为一种大尺寸的... 工作空间测量定位系统(workspace Measuring and Positioning System,w MPS)是一种基于旋转激光扫描平面交会的室内大尺寸定位系统。它可实现计量精度的三维坐标测量,主要应用于制造加工及装配领域的测量和检测任务。作为一种大尺寸的测量系统,与中小尺寸测量系统相比,它的测量空间与测量精度的矛盾更加突出。如何寻找此系统所覆盖测量空间内精度最高的一个点或者以此点为中心的一个区域是一个非常重要而且有意义的问题。从该测量系统的测量原理出发,与传统经纬仪相对比,给出一种利用解算方程系数矩阵的条件数作为评价空间交会优劣的评价模型,继而引入粒子群算法来求解测量空间内的最佳测量点,实验结果表明:评价模型和对应的求解方法是正确的,也是有效的,利用此方法得到的测量点为中心的区域坐标不确定度最小,而且此方法为今后的发射站布局问题的研究打下了有益的基础。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 最佳测量点 条件数 粒子群算法

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基于“光场”定位及模糊PID控制的多AGV协同运输技术研究

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作者 杨凌辉 姚俊汐 +4 位作者 刘思仁 叶夏 魏来 邢宏文 邾继贵 《航空制造技术》 北大核心 2025年第5期14-25,共12页

针对大尺寸飞机部段的自动化协同运输技术,提出一种基于“光场”的多台自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)协同搬运方法,结合激光测量和控制策略,旨在提高飞机制造过程中的装配效率与精度。首先,利用工作空间测量定位系统(Worksp... 针对大尺寸飞机部段的自动化协同运输技术,提出一种基于“光场”的多台自动导引车(Automated guided vehicle,AGV)协同搬运方法,结合激光测量和控制策略,旨在提高飞机制造过程中的装配效率与精度。首先,利用工作空间测量定位系统(Workspace measuring and positioning system,wMPS)实时获取各AGV的位姿信息,并建立系统的运动学模型,得到运动偏差。其次,结合模糊控制与PID控制,设计一种适应复杂工业现场的模糊PID控制算法,对AGV的协同运动偏差进行实时调整,以实现高精度协同运输。试验结果表明,在空载和负载情况下,模糊PID控制显著改善了多AGV系统的运动精度和受力情况。相较于开环控制,闭环控制将协同运动误差控制在±10mm以内,定位器的平均受力降低了30%以上,最大受力保持在±300 N以内。同时,整个运输过程中工装的动态调整有效避免了受力过大导致的部段损坏。这一研究为国产大飞机的柔性装配线建设提供了技术支持,具有重要的应用价值和推广潜力。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 自动引导车 位姿解算 模糊PID控制 高精度协同运输

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基于旋转平面激光扫描测角的新型坐标测量系统 被引量：4

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作者 劳达宝 杨学友 +1 位作者 邾继贵 叶声华 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2010年第12期99-101,104,共4页

为了满足现代制造业中超大尺寸测量高效高精度的要求,以空间角度交汇测量原理为基础,提出了一种新的三维坐标测量系统。介绍了该系统的测量原理,分析了系统的几何模型。结合测量原理和结构对系统精度的影响,对系统的重要部件进行了结构... 为了满足现代制造业中超大尺寸测量高效高精度的要求,以空间角度交汇测量原理为基础,提出了一种新的三维坐标测量系统。介绍了该系统的测量原理,分析了系统的几何模型。结合测量原理和结构对系统精度的影响,对系统的重要部件进行了结构设计分析,完成整个系统的设计。最后通过实验数据验证该系统的可行性,该系统在6m的测量距离精度可达±0.15mm。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 空间角度测量 三维坐标测量 结构设计

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船舶数字化制造的测量技术创新 被引量：9

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作者 林嘉睿 郭烽 +2 位作者 齐峰 张饶 邾继贵 《中国测试》 CAS 北大核心 2018年第12期1-5,18,共6页

大型高性能船舶及其先进制造技术发展迅速,传统船舶分散制造模式的制造质量、效率、能耗得不到有效控制。随着数字化制造技术在船舶制造领域逐步推广,精度造船理念成为主流和方向,由此对贯穿于整个造船工艺流程的测量技术尤其是空间坐... 大型高性能船舶及其先进制造技术发展迅速,传统船舶分散制造模式的制造质量、效率、能耗得不到有效控制。随着数字化制造技术在船舶制造领域逐步推广,精度造船理念成为主流和方向,由此对贯穿于整个造船工艺流程的测量技术尤其是空间坐标测量定位技术提出迫切需求。面对超大空间船舶数字化制造的精密测量难题,基于理论研究和设备研制,该文提出采用网络多站模式的非正交控制网,构造大空间整体结构化三维测量场的精密测量定位新方法,分析整体结构化测量场的关键技术,为数字化造船的高精度、高效率测量问题提供新思路。 展开更多

关键词 数字化造船 大尺寸坐标精密测量 三维测量场 室内空间测量定位系统

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工业机器人绝对定位误差补偿方法 被引量：2

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作者 林嘉睿 程东源 +1 位作者 刘思仁 任永杰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第5期46-54,共9页

现场环境下工业机器人连续作业运行容易导致定位漂移问题,利用外部高精度测量系统获取其末端执行器精确三维位置信息是机器人绝对定位误差的有效补偿方式。针对误差补偿三维测量高效率、高精度、高适应性要求,提出了一种基于工作空间测... 现场环境下工业机器人连续作业运行容易导致定位漂移问题,利用外部高精度测量系统获取其末端执行器精确三维位置信息是机器人绝对定位误差的有效补偿方式。针对误差补偿三维测量高效率、高精度、高适应性要求,提出了一种基于工作空间测量定位系统的工业机器人精度补偿方法。利用测量定位系统的动态特性,设计了针对机器人工作轨迹空间的网格划分策略,根据定位误差实际分布情况调整网格边长,通过采集网格节点绝对定位误差矢量值,研究了反距离加权算法以完成轨迹关键节点定位误差矢量的插值计算,最终完成末端执行器绝对定位误差补偿。试验结果表明,所研究方法实时性好、效率高,安装20kg负载补偿后机器人绝对定位误差平均值由1.36mm降为0.19mm,提升了约86%,能够显著改善工业机器人现场作业精度。 展开更多

关键词 工业机器人 误差补偿 网格划分 空间插值 工作空间测量定位系统

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基于周向约束定位原理的周向接收器标定方法 被引量：2

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作者 王小冷 杨凌辉 +2 位作者 林嘉睿 任永杰 尹彤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第7期224-229,共6页

针对工作空间测量定位系统(w MPS)存在交会误差,且在复杂测量现场中存在空间遮挡问题,文中在研究周向接收器测量原理的基础上设计了一种全新的周向接收器。该接收器在一个平面内固定了6个光电接收单元,通过标定6个单元的位置关系使其成... 针对工作空间测量定位系统(w MPS)存在交会误差,且在复杂测量现场中存在空间遮挡问题,文中在研究周向接收器测量原理的基础上设计了一种全新的周向接收器。该接收器在一个平面内固定了6个光电接收单元,通过标定6个单元的位置关系使其成为一个整体,进而实现测量功能。以两台发射站为基础,详细阐述了该周向接收器标定方法,并依托天津大学研发的w MPS实验平台对该方法进行了实验验证。实验结果显示:周向接收器的测量重复性在0.2 mm以内,测量精度在0.3 mm以内,该方法在解决系统在复杂测量现场中的空间遮挡问题的同时,从原理上消除了交会误差对测量结果的影响。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 空间遮挡 周向接收器 标定

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基于DSP的扫描平台电机控制系统 被引量：3

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作者 于浩 邾继贵 +1 位作者 刘常杰 杨学友 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2011年第1期107-109,共3页

用于大尺寸测量定位的工作空间测量定位系统(WMPS)是多站光电扫描交汇测量系统的简称,优点在于多点实时测量与跟踪,测量精度高。平台旋转运动的稳定是保障测量系统高精度的首要因素。采用空间电压矢量调制(SVPWM)方式驱动电机,可有效地... 用于大尺寸测量定位的工作空间测量定位系统(WMPS)是多站光电扫描交汇测量系统的简称,优点在于多点实时测量与跟踪,测量精度高。平台旋转运动的稳定是保障测量系统高精度的首要因素。采用空间电压矢量调制(SVPWM)方式驱动电机,可有效地减小电机的转矩脉动和输出电压谐波。采用锁相环的反馈控制方法,配合电机上的光电码盘,可以实现在恒速下的高精度控制。TMS320F2812芯片内部集成EV模块,可方便地形成SVPWM波和检测码盘正交信号实现锁相环控制。经实验验证,此驱动方法可达0.1%的控制精度,满足系统的精度需要。 展开更多

关键词 扫描平台 电机转速 空间电压矢量调制 数字信号处理器 锁相环 工作空间测量定位系统

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基于FPGA的光电扫描测量网络半实物仿真方法 被引量：3

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作者 徐晖 杨凌辉 +3 位作者 邓睿 王雨萌 杨朔 任永杰 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第10期87-94,108,共9页

针对工作空间测量定位系统(wMPS)对实验室小环境下算法和硬件调试的要求,提出一种基于FPGA的wMPS分布式测量网络半实物仿真系统。设计由实际测量坐标数据结合发射站内外参数推算发射站光平面旋转角度,从而解算模拟信号输入参数的算法。... 针对工作空间测量定位系统(wMPS)对实验室小环境下算法和硬件调试的要求,提出一种基于FPGA的wMPS分布式测量网络半实物仿真系统。设计由实际测量坐标数据结合发射站内外参数推算发射站光平面旋转角度,从而解算模拟信号输入参数的算法。搭建FPGA嵌入式系统作为模拟信号产生平台,利用基于AXI总线的信号产生模块产生单发射站不同参数下所需模拟信号,经过硬件层面混叠实现wMPS系统多发射站网络信号的模拟。经过仿真和板级调试,实现准确的信号层面的wMPS系统行为仿真,仿真实现的角度值和实际的角度值基本一致,最大偏差在0.36″以内,具有数据准确实用、参数灵活可控等优点,可为wMPS系统调试提供质量和效率保证。 展开更多

关键词 工作空间测量定位系统 分布式测量网络 光电扫描 信号模拟 嵌入式系统

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采用精确三维控制场的wMPS全局组网定向方法 被引量：13

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作者 赵子越 邾继贵 杨凌辉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期151-156,共6页

工作空间测量定位系统是一种基于激光扫描的三维坐标大尺寸分布式测量系统,目前已广泛应用于大尺寸测量领域。该系统可以通过增加发射站数目来扩展量程同时精度并不损失,其前提是有一套精确的全局定向参数。在系统多平面约束的数学模型... 工作空间测量定位系统是一种基于激光扫描的三维坐标大尺寸分布式测量系统,目前已广泛应用于大尺寸测量领域。该系统可以通过增加发射站数目来扩展量程同时精度并不损失,其前提是有一套精确的全局定向参数。在系统多平面约束的数学模型基础上,阐述了一种基于三维控制场的w MPS全局组网定向方法。在标定空间内设置点位坐标已知的控制点组成控制场,给出了组网定向的模型及优化方法,并给出迭代初值生成方法。实验表明:通过基于控制场全局组网定向方法后,系统与激光跟踪仪对比后点位误差优于0.15 mm,在提高效率的同时大大提高了系统的精度。 展开更多

关键词 全局组网定向 激光扫描 精确三维控制场 大尺寸测量 工作空间测量定位系统

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基于模拟退火-粒子群算法的wMPS布局优化 被引量：9

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作者 岳翀 熊芝 薛彬 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期67-73,共7页

空间测量定位系统是一种在多测站协同作用下实现坐标测量的大尺寸测量系统,因此测站布局优化成为了重要研究问题。为解决此问题,本文提出了一种基于模拟退火粒子群算法的测站优化部署方案,以定位精度,覆盖度,使用成本作为优化函数,运用... 空间测量定位系统是一种在多测站协同作用下实现坐标测量的大尺寸测量系统,因此测站布局优化成为了重要研究问题。为解决此问题,本文提出了一种基于模拟退火粒子群算法的测站优化部署方案,以定位精度,覆盖度,使用成本作为优化函数,运用粒子群算法及模拟退火算法进行协同搜索,并建立模拟退火粒子群算法的测站布局优化流程,对两到四个测站进行仿真优化分析。仿真结果表明,该方法能快速收敛于最优解并获得一种较优的测站布局。 展开更多

关键词 大尺寸测量 测站部署 空间测量定位系统 模拟退火粒子群算法

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