為了提高艙段的裝配效率和裝配質(zhì)量,艙段的自動化對接裝配是必然的趨勢。許多國家都在為該目標的實現(xiàn)進行努力和探索,美國則在該方向已經(jīng)取得領(lǐng)先,有了成熟的艙段自動化對接裝配線用于艙段的自動對接裝配。自動化對接的前提是兩艙段的相對位姿關(guān)系可知可表示可處理。因而艙段法蘭相對位姿測量是實現(xiàn)自動化對接裝配的首要環(huán)節(jié)。本文就是針對艙段法蘭相對位姿測量方法進行研究。本文根據(jù)實際工程項目的具體測量工況提出一種新的基于激光輪廓掃描的艙段法蘭相對位姿測量方案,該方案將兩個激光輪廓儀分別安裝在測量轉(zhuǎn)臂兩端,安裝方向相反,由旋轉(zhuǎn)機構(gòu)帶動測量轉(zhuǎn)臂進而帶動兩個激光輪廓儀轉(zhuǎn)動并分別掃描左、右對接艙段法蘭面一周,獲取法蘭面測量數(shù)據(jù)并經(jīng)過算法處理得到兩艙段法蘭面相對位姿關(guān)系。本文將新的測量方案跟現(xiàn)有的其他兩種典型測量方案進行了對比,說明了新方案的優(yōu)勢。建立了新提出的測量方案的相對位姿測量模型并在理論上分析了其測量精度和測量范圍。本文對新提出的位姿測量方案的測量數(shù)據(jù)處理的各個環(huán)節(jié)進行了研究,設(shè)計了針對各環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)處理算法。本文詳細設(shè)計了特征點提取算法、特征圓擬合算法和位姿解算算法的輸入、輸出和由輸入得到輸出的處理流程。其中特... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究背景
    1.2 課題研究的意義和目的
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及分析
        1.3.1 國內(nèi)外位姿測量研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)外圓形擬合算法研究現(xiàn)狀
        1.3.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀綜述
    1.4 本課題主要研究內(nèi)容
第2章 艙段法蘭相對位姿測量方案設(shè)計與分析
    2.1 引言
    2.2 艙段法蘭相對位姿測量需求分析
    2.3 艙段法蘭相對位姿測量方案比較與優(yōu)選
    2.4 艙段法蘭相對位姿測量模型建立
        2.4.1 艙段法蘭相對位姿測量坐標系建立
        2.4.2 法蘭面測量點坐標變換
        2.4.3 艙段法蘭相對位姿矩陣解算原理
    2.5 艙段法蘭相對位姿測量模型測量精度分析
    2.6 艙段法蘭相對位姿測量模型測量范圍分析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 艙段法蘭相對位姿測量算法研究
    3.1 引言
    3.2 艙段法蘭面特征點提取算法
        3.2.1 螺栓孔邊界點提取算法
        3.2.2 法蘭面內(nèi)、外邊界點提取算法
    3.3 艙段法蘭面特征圓擬合算法
        3.3.1 基于球體幾何特性的特征圓擬合算法
        3.3.2 基于一階距優(yōu)化的特征圓擬合算法
    3.4 艙段法蘭相對位姿解算算法
    3.5 本章小結(jié)
第4章 艙段法蘭相對位姿測量系統(tǒng)搭建與實驗驗證
    4.1 引言
    4.2 測量系統(tǒng)測量裝置機械結(jié)構(gòu)設(shè)計
    4.3 測量系統(tǒng)硬件系統(tǒng)搭建
    4.4 測量系統(tǒng)軟件設(shè)計
        4.4.1 測量系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計
        4.4.2 激光輪廓儀數(shù)據(jù)采集程序設(shè)計
        4.4.3 步進電機運動控制程序設(shè)計
        4.4.4 激光輪廓儀數(shù)據(jù)處理程序設(shè)計
    4.5 艙段法蘭相對位姿測量實驗驗證
        4.5.1 艙段法蘭理論相對位姿計算
        4.5.2 艙段法蘭相對位姿測量實驗及誤差分析
    4.6 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于形態(tài)學(xué)梯度的激光掃描點云特征提取方法[J]. 鄧博文,王召巴,金永,陳友興,吳其洲,李海洋.  激光與光電子學(xué)進展. 2018(05)
[2]基于激光成像雷達的未知目標相對位姿估計算法[J]. 宋亮,李志,馬興瑞.  系統(tǒng)仿真學(xué)報. 2017(05)
[3]基于最小方差迭代圓擬合的立木胸徑提取算法研究[J]. 樊麗,劉晉浩,王建利.  西北林學(xué)院學(xué)報. 2016(03)
[4]最小二乘法和迭代法圓曲線擬合[J]. 陳明晶,方源敏,陳杰.  測繪科學(xué). 2016(01)
[5]大型筒體-端框?qū)友b配位姿計算與調(diào)整研究[J]. 王永青,李猛,劉海波,李亞鵬.  航天制造技術(shù). 2015(02)
[6]基于聚類方法的圓擬合算法[J]. 李淵,喬兵,陸宇平.  計算機應(yīng)用. 2013(S2)
[7]非合作大目標位姿測量的線結(jié)構(gòu)光視覺方法[J]. 高學(xué)海,梁斌,潘樂,徐文福.  宇航學(xué)報. 2012(06)
[8]現(xiàn)代飛機數(shù)字化柔性裝配生產(chǎn)線[J]. 袁立.  航空科學(xué)技術(shù). 2011(05)
[9]工程測量中空間圓的擬合方法研究[J]. 張晶,黃琴,蘭紅軍,孫小東,楊勇.  計量與測試技術(shù). 2011(09)
[10]基于空間向量的空間圓形擬合檢測新方法[J]. 潘國榮,李懷鋒.  大地測量與地球動力學(xué). 2010(04)

碩士論文
[1]基于激光測距的艙段法蘭相對位姿檢測方法研究[D]. 郝宇宙.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[2]大型運載火箭自動對接技術(shù)研究[D]. 周麗華.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011



本文編號：3205462