一种测量基准网的自动校准方法、装置、设备及介质与流程

本发明属于数字化检测，具体涉及一种测量基准网的自动校准方法、装置、设备及介质。

背景技术：

1、飞机大部件数字化装配过程中，需利用增强参考系统(enhanced referencesystem,ers)点对激光跟踪仪进行转站,使测量结果从测量坐标系转换到统一的装配坐标系下，因此，ers点的精度将直接影响最终的装配质量。

2、然而随着装配环境因素的不断变化，布设在工装上或是地面上的ers点会发生微小的偏移，导致以这些ers点为基准建立的坐标系间的关系不准确，即使测量仪器对基准点的坐标测量结果是准确的，最终配准到统一装配坐标系下的测量结果也是不准确的，不能作为装配现场的转站依据，所以需要对装配现场的测量基准网(所有ers点的集合)进行校准，以建立高精度的装配测量场。

3、现有技术中的专利申请如专利号为cn202010353894.8，名称为《一种飞机装配测量场点位校准方法》的发明专利，其内容为种飞机装配测量场点位校准方法，包括以下步骤：选取若干个测站，并在每个所述测站可视范围内选取若干个定向点，然后为所有定向点安装底座；通过设于测站的激光跟踪仪采集各定向点的数据，得到定向点坐标和测站点坐标；根据定向点坐标和测站点坐标通过平差算法计算ers点和tb点坐标；将算ers点和tb点坐标转换到测量场的坐标系下，完成点位校准。该专利虽然通过多测站整网并统一转换坐标，提高了定位点的测量精度，但需要额外制造配套工装并在校准时安装，完成校准后配套工装需专门管理与维护，测量过程需人工引光，存在校准成本高、工作量大的缺陷。

技术实现思路

1、针对上述现有技术的不足，本发明提出了一种测量基准网的自动校准方法、装置、设备及介质。

2、为实现上述技术效果，本技术的技术方案为：

3、一种测量基准网的校准方法，所述方法包括以下步骤：

4、s1.通过设于飞机装配测量场各站位的激光跟踪仪采集ers点的数据信息，得到装配现场的测量基准网内ers点测量坐标值；

5、s2.采用转站综合误差评定方法对飞机装配测量场各测量站位激光跟踪仪进行转站；若评价综合误差满足设定阈值条件即完成站位激光跟踪仪转战工作，否则，需对装配现场的测量基准网进行校准；

6、s3.应用统一空间测量网络技术，对各站位测量数据进行统一数据处理，将各测量站位合并为一个整体的装配空间坐标测量网，输出测量基准网内ers点坐标；

7、s4.将步骤s3中得到的ers点坐标值转化为测量基准网内ers点理论坐标，完成飞机装配测量基准网的校准。

8、进一步地，所述步骤s1中需将飞机装配测量场各站位的激光跟踪仪与包含所有可测量ers点的站位建立唯一映射关系。

9、进一步地，所述步骤s2中，对飞机装配测量场各测量站位激光跟踪仪进行转站是根据步骤s1中所确定激光跟踪仪各测量站位唯一映射关系，以大尺寸测量软件中最佳拟合转化方法为基础自动拟合。

10、进一步地，所述步骤s2中转站综合误差评定方法中，

11、假定飞机装配测量基准网中规划有n(n>1)个测量站位，利用n台跟踪仪或单台跟踪仪在n个测站完成测量，那么对任意测量站位i进行转站定位时,有ers点在装配坐标系下的标定理论值激光跟踪仪的测量值采用最佳拟合算法求解转站误差e，

12、

13、式(1)中e表示拟合误差,参数r表示旋转变换关系,参数t表示平移变换关系，转站就是需要寻找一组最佳参数组合(r,t),使得误差达到最小，即激光跟踪仪测量坐标系配准到飞机装配坐标系一致性越好。

14、再进一步地，拟合转站点误差时采用的转站综合误差评定方法中，

15、第1步，将任意站位i中k个可测量ers点全部参与到最佳拟合转化中，得到此时最大综合拟合误差e1，判断此时最大综合拟合误差e1与设定阈值s关系，若e1小于s，则该站位激光跟踪仪转站精度满足，完成该站位激光跟踪仪转站，可继续进行后续测量工作；若e1大于s则进行下一步的最佳拟合转化；

16、第2步，在第一步最佳拟合基础上，遍历找到所有参与最佳拟合转化的ers点中引起最大综合误差e1的ers点，进行剔除，将剩余k-1个ers点再进行最佳拟合转化，得到此次拟合最大综合误差e2，判断此时最大综合拟合误差e2与设定阈值s关系，若e2小于s，则该站位激光跟踪仪转站精度满足，可继续进行后续测量工作；若e2大于s则进行下一步的最佳拟合转化；

17、依照上述方法循环执行，任意一步最佳拟合转化误差小于设定阈值，则退出循环，完成该站位激光跟踪仪转站工作，否则，直到参与最佳拟合转化的ers点达到特定点数量m时，表明该站位i无法在设定阈值转站精度要求下完成转站定位，站位内ers点位置可能已发生变化，判定需要对测量基准网进行校准。

18、更进一步地，可选的，所述特定点数量m，可以为激光跟踪仪转站定位最少ers点数值3。

19、进一步地，所述步骤s3中对各站位测量数据进行自动化处理，具体方法包括：

20、第1步，配置激光跟踪仪转站配准参数，将n-1个站位测量数据配准到测量站位i坐标系下；

21、第2步，将设备的各个站位先通过最佳拟合转化进行相互定位，再将他们的位置使用每台激光跟踪仪的不确定度模型进行最优化；

22、第3步，将各测量站位合并为一个整体的装配空间坐标测量网，输出测量基准网内ers点坐标。

23、更进一步地，将各测量站位合并为一个整体的装配空间坐标测量网，通过判定网络中点误差的不确定度ranking与整体rms误差状态，如果网络中有点误差的不确定度ranking值超过100％就自动剔除，控制整体rms误差值在阈值范围内，从而将各测量站位合并为一个整体的装配空间坐标测量网，输出测量基准网内ers点坐标。

24、一种测量基准网的自动校准装置，用于终端设备，具体包括：

25、仪器连接模块，用于连接各测量站位所设激光跟踪仪设备，并将所处站位激光跟踪仪赋予与该站位可测量ers点相对应的站位编号；

26、测量校准模块，用于获取飞机装配测量场各站位的ers点数据信息，并评价各个测量站位激光跟踪仪转站结果；

27、校准执行模块，依据测量校准模块输出测量数据及需要校准命令，对飞机装配测量场进行校准，输出ers点坐标值作为测量基准网内ers点理论坐标值。

28、此外，本发明还提供了一种计算机终端设备，计算机终端设备包括：存储器、中央处理器及存储在所述存储器上并在所述存储器上运行飞机装配测量基准网自动校准程序，所述飞机装配测量基准网自动校准程序被所述存储器执行时实现如上述任一项飞机装配测量基准网自动校准方法。

29、此外，本发明还提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有飞机装配测量基准网自动校准程序，所述飞机装配测量基准网自动校准程序被处理器执行时实现如上述任一项飞机装配测量基准网自动校准方法。

30、本技术的优点为：

31、1、本发明的方法、装置、设备和介质可通过设于飞机装配测量场各站位的激光跟踪仪采集ers点的坐标信息，自动对测量站位内所设激光跟踪仪转站并评价综合误差，判定测量基准网是否需校准；校准时，可自动实现飞机装配测量基准网配准，更新测量基准网内ers点坐标理论值。

32、2、相较于现有技术，本发明无需额外增加工装，在测量站位激光跟踪仪转站、转站误差综合评定、飞机装配基准网校准过程均可实现自动化，降低人工测量工作量与操作门槛、提高工作效率，统一的评价标准可保证校准精度的稳定性。提出的转站综合误差评定方法，可在使用激光跟踪仪转站装配测量时自动判定，能确切提供测量基准网校准时间，提升装配精度与效率。

33、3、本技术的方法是基于转站综合误差评定的方法，判定测量基准网中测量点是否需要校准；提供一种测量基准网的自动校准装置，测量过程无需人工引光，在测量站位激光跟踪仪转站、转站误差综合评定、飞机装配基准网校准过程均可实现自动化，降低人工测量工作量与操作门槛、提高工作效率。