專利名稱：多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種適用于多個目標(biāo)大范圍交叉二維運(yùn)動系統(tǒng)的誤差測量補(bǔ)償技術(shù)， 具體涉及一種應(yīng)用于多個目標(biāo)坐標(biāo)系統(tǒng)一的位置誤差測量補(bǔ)償方法。
背景技術(shù)：
目標(biāo)運(yùn)動模擬系統(tǒng)作為目標(biāo)運(yùn)動仿真的關(guān)鍵設(shè)備，不但可以通過復(fù)現(xiàn)目標(biāo)的運(yùn)動軌跡、模擬目標(biāo)的運(yùn)動特性來為研究對象提供綜合測試和物理仿真，還可作為各種測量儀器或精密設(shè)備的高精度標(biāo)定和校驗儀器。近年來國內(nèi)所研究的目標(biāo)運(yùn)動系統(tǒng)多數(shù)只能提供單一目標(biāo)，無法實現(xiàn)多目標(biāo)的二維運(yùn)動；而少數(shù)多目標(biāo)運(yùn)動系統(tǒng)又存在目標(biāo)運(yùn)動范圍小、各目標(biāo)運(yùn)動區(qū)域相互獨(dú)立無法實現(xiàn)交叉運(yùn)動等問題。通常設(shè)計一個多目標(biāo)交叉二維運(yùn)動模擬系統(tǒng)的想法是將多個目標(biāo)設(shè)計到一個運(yùn)動平面內(nèi)，每個目標(biāo)通過固定在一個運(yùn)動平臺上實現(xiàn)二維運(yùn)動；采用該方法雖然可以保證多個目標(biāo)運(yùn)動平面的統(tǒng)一，使多個目標(biāo)具有統(tǒng)一的運(yùn)動坐標(biāo)系，然而該方式卻不可避免的存在著目標(biāo)運(yùn)動相互干擾等問題，無法實現(xiàn)多個目標(biāo)的大范圍交叉運(yùn)動。為此，設(shè)計了一套由多個獨(dú)立單目標(biāo)二維運(yùn)行系統(tǒng)組合構(gòu)成多目標(biāo)交叉二維運(yùn)動模擬系統(tǒng)，但是系統(tǒng)中存在著由傳動機(jī)構(gòu)或是執(zhí)行機(jī)構(gòu)帶來的非線性誤差所引起的多個目標(biāo)運(yùn)動坐標(biāo)系不統(tǒng)一和定位精度達(dá)不到要求等問題。因此，如何設(shè)計一套可以實現(xiàn)多個目標(biāo)交叉二維運(yùn)動的模擬系統(tǒng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員的研究方向所在。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法， 解決多個目標(biāo)運(yùn)動坐標(biāo)系不統(tǒng)一和定位精度達(dá)不到要求等問題，其是一種基于三角交匯視覺測量原理和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的理論誤差測量補(bǔ)償方法。為了得到上述目的，本發(fā)明提供一種多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其包括以下步驟步驟a 搭建空間坐標(biāo)點(diǎn)三維測量系統(tǒng)，并實現(xiàn)空間點(diǎn)的三維位置坐標(biāo)測量；步驟b 利用所得的三維位置坐標(biāo)擬合目標(biāo)運(yùn)動平面，并求得目標(biāo)運(yùn)動參考坐標(biāo)系；步驟c 對所測點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，并求得像平面坐標(biāo)；步驟d 依據(jù)像平面坐標(biāo)求得每個目標(biāo)運(yùn)動平面采樣點(diǎn)的位置誤差；步驟e 利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償。較佳的實施方式中，在所述步驟a中，是利用兩臺經(jīng)緯儀根據(jù)三角交匯法搭建空間坐標(biāo)點(diǎn)三維測量系統(tǒng)，依據(jù)下面的公式可以求出被測的空間點(diǎn)
權(quán)利要求
1.一種多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，其包括以下步驟步驟a 搭建空間坐標(biāo)點(diǎn)三維測量系統(tǒng)，并實現(xiàn)空間點(diǎn)的三維位置坐標(biāo)測量；步驟b 利用所得的三維位置坐標(biāo)擬合目標(biāo)運(yùn)動平面，并求得目標(biāo)運(yùn)動參考坐標(biāo)系；步驟c 對所測點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，并求得像平面坐標(biāo)；步驟d 依據(jù)像平面坐標(biāo)求得每個目標(biāo)運(yùn)動平面采樣點(diǎn)的位置誤差；步驟e 利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述步驟a中，是利用兩臺經(jīng)緯儀根據(jù)三角交匯法搭建空間坐標(biāo)點(diǎn)三維測量系統(tǒng)，依據(jù)下面的公式可以求出被測的空間點(diǎn)
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，所述經(jīng)緯儀測量的水平角α與β取15° 120°。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，所述經(jīng)緯儀測量的垂直角I Y I < 30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，被測空間內(nèi)特征點(diǎn)A在XOY面投影點(diǎn)A'距測量坐標(biāo)系XOZ平面的距離為b，當(dāng)水平角 α確定時，最佳測量距離btest的取值范圍為
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述步驟b中，所測得的每個目標(biāo)運(yùn)動平面特征點(diǎn)的三維位置坐標(biāo)是通過回歸分析法求得目標(biāo)運(yùn)動平面方程并確定目標(biāo)運(yùn)動參考平面，然后以該平面的法向量和平面內(nèi)的一條方向向量建立運(yùn)動參考坐標(biāo)系。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述步驟c中，是將不同目標(biāo)所測得的采樣點(diǎn)位置坐標(biāo)同一到該坐標(biāo)下，并求得像平面坐標(biāo)，測量坐標(biāo)系下一空間特征點(diǎn)Pw(xw，yw，zw)與其像平面坐標(biāo)系下的坐標(biāo)PuUu，yu)T間的關(guān)系可以表示為
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述步驟d中，設(shè)空間點(diǎn)P的給定位置坐標(biāo)為Pt (xt，yt)，則點(diǎn)P的位置誤差Et (etx, ety) 兩足
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其特征在于，在所述步驟e中，利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)墓饺缦?br> 全文摘要
本發(fā)明公開一種多目標(biāo)二維交叉運(yùn)動模擬系統(tǒng)誤差測量補(bǔ)償方法，其包括以下步驟步驟a搭建空間坐標(biāo)點(diǎn)三維測量系統(tǒng)，并實現(xiàn)空間點(diǎn)的三維位置坐標(biāo)測量；步驟b利用所得的三維位置坐標(biāo)擬合目標(biāo)運(yùn)動平面，并求得目標(biāo)運(yùn)動參考坐標(biāo)系；步驟c對所測點(diǎn)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，并求得像平面坐標(biāo)；步驟d依據(jù)像平面坐標(biāo)求得每個目標(biāo)運(yùn)動平面采樣點(diǎn)的位置誤差；步驟e利用RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對位置誤差進(jìn)行補(bǔ)償。本發(fā)明的整套方法的原理簡單、計算量小、避免了復(fù)雜的數(shù)學(xué)關(guān)系推導(dǎo)，容易實現(xiàn)，具有較高的實用性。
文檔編號G01B21/00GK102305608SQ201110123368
公開日2012年1月4日 申請日期2011年5月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月13日
發(fā)明者關(guān)鈺, 劉云鶴, 楊明, 霍炬 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)