激光三角法測量具有測量速度快、精度高、操作簡單等優(yōu)點,廣泛應用于物體表面輪廓、幾何尺寸以及自由曲面形貌的測量。本論文主要研究激光測頭在一定的安裝位置下,復雜曲面幾何特性--傾角和轉角對測量精度影響,并通過建立誤差修正模型來提高測量精度,為復雜曲面的高精度測量提供了參考。本文首先總結了激光三角法測量精度的影響因素以及誤差修正方法,為課題的開展奠定了理論基礎。針對復雜曲面激光三角測量,提出了被測面幾何特性誤差--傾角誤差和轉角誤差,并對其進行了幾何定義。針對激光測頭安裝誤差,提出了一種將其轉換為傾角誤差和轉角誤差的標定方法。搭建了實驗平臺,完成了基于上述因素影響下的點激光位移傳感器的誤差校對實驗。分析實驗數(shù)據(jù)得出了傾角和轉角因素影響下的誤差規(guī)律�；谛嶒灁�(shù)據(jù),建立了誤差修正模型。分析誤差產(chǎn)生規(guī)律發(fā)現(xiàn),在傾角和轉角一定的情況下,位移和校對誤差之間存在線性關系,這簡化了誤差修正模型:將傾角、轉角和位移對誤差的影響,轉變?yōu)閮A角和轉角對誤差與位移二者比值的影響。為了修正測量結果,一方面建立了隨機森林模型:將傾角、轉角和位移作為特征向量,將誤差修正值作為預測量,將樣本數(shù)據(jù)分為訓練集和測試集,對訓...

【文章頁數(shù)】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 課題背景與意義
    1.3 國內外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 激光三角法測量技術
        1.3.2 激光三角測量系統(tǒng)的誤差因素
        1.3.3 誤差修正算法研究
        1.3.4 數(shù)據(jù)預測模型的應用現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內容與研究框架
第二章 激光三角法測量影響因素分析及誤差修正模型理論
    2.1 激光測量系統(tǒng)的誤差影響因素分析
        2.1.1 激光三角法測量原理
        2.1.2 激光測量系統(tǒng)的精度影響因素分析
    2.2 隨機森林模型
        2.2.1 決策樹
        2.2.2 隨機森林的定義
        2.2.3 隨機森林的算法
        2.2.4 隨機森林的泛化誤差和OOB估計
    2.3 響應曲面模型
        2.3.1 多項式響應面模型
        2.3.2 參數(shù)估計
        2.3.3 假設檢驗
    2.4 本章小結
第三章 復雜曲面幾何特性誤差校對實驗
    3.1 復雜曲面幾何特性誤差定義及影響分析
        3.1.1 曲面曲率
        3.1.2 傾角誤差和轉角誤差的定義
        3.1.3 幾何特性誤差對激光三角測量的影響
    3.2 激光位移傳感器安裝誤差的標定
        3.2.1 坐標系的建立與轉換
        3.2.2 標定方案的設計
        3.2.3 安裝誤差的標定
    3.3 幾何特性誤差校對實驗
        3.3.1 實驗平臺介紹
        3.3.2 誤差校對實驗
    3.4 誤差規(guī)律分析
    3.5 本章小結
第四章 激光三角法復雜曲面幾何特性誤差的修正模型
    4.1 隨機森林模型的建立
        4.1.1 決策樹數(shù)量
        4.1.2 最大特征數(shù)
        4.1.3 特征重要性評估
        4.1.4 預測結果分析
    4.2 響應曲面模型的建立
        4.2.1 數(shù)據(jù)預處理
        4.2.2 數(shù)學建模與方差分析
        4.2.3 預測結果分析
    4.3 模型對比
    4.4 本章小結
第五章 響應曲面法誤差修正的擺線齒廓激光三角測量
    5.1 擺線齒輪齒廓曲線及其方程
    5.2 擺線齒廓總體測量方案設計
        5.2.1 測量平臺
        5.2.2 總體測量方案
    5.3 擺線齒廓測量
        5.3.1 測頭安裝位置的標定
        5.3.2 擺線齒輪安裝中心的標定
        5.3.3 數(shù)據(jù)采樣方案的確定
    5.4 采樣數(shù)據(jù)處理
        5.4.1 擺線齒廓坐標求解
        5.4.2 響應曲面法求解齒廓修正值
    5.5 齒廓法向偏差分析
    5.6 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 總結
    6.2 展望
參考文獻
致謝
碩士期間獲得的科研成果



本文編號：3821490