一种飞机智能化水平测量方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及计算机辅助数字化测量技术领域，具体为一种飞机智能化水平测量方法及系统，方法包括：将处于停放状态下的飞机稳固撑起；激光跟踪仪组装并完成自校准工作后，放置在待测飞机前侧方适当位置；服务器控制激光跟踪仪进行连接和初始化操作，获取环境参数补偿信息，使激光跟踪仪进入测量状态；获取待测飞机匹配的测量信息；根据T

【技术实现步骤摘要】
一种飞机智能化水平测量方法及系统


[0001]本专利技术涉及计算机辅助数字化测量
，具体为一种飞机智能化水平测量方法及系统。

技术介绍

[0002]激光跟踪测量系统是工业测量系统中一种基于角度传感和测长技术的测量仪器。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件测量，在航空航天，汽车船舶等行业中应用十分广泛。
[0003]目前，随着航空航天行业等高精密制造行业的快速发展，工业测量和精密安装的要求越来越高，对测量的手段和测量精度的要求也越来越高,激光跟踪仪的使用也越来越频繁。
[0004]在现场测量复杂的环境下，特别是在飞机装配过程的精准调节和对位姿准确定位工作中，需要多名测量人员分工作业，需要都比对大量图纸找寻测量点及其参数信息，可能出现由于测量点标记不清晰导致现场无法确认测量点具体位置的情况。在测量过程中需要测量人员和激光跟踪仪操作人员不断语言交流来确定测量坐标数据是否符合标准，这不仅耗费大量的人力和时间，而且在现场干扰因素下很容易出现错误。
[0005]随着数字化测量技术的成熟以及其应用的日益广泛，大大提升了飞机制造效率和质量。与传统飞机水平测量方法相比，基于激光跟踪仪的智能化水平测量具有以下优点：
[0006](1)便捷化。对于智能化水平测量，根据测量任务按照系统提示的测量点位置依次获取实测坐标数据即可，按照系统提示步骤即可完成测量工作，因此可以使测量人员快速掌握测量流程，从复杂繁琐的传统测量流程中解放出来；通过构建坐标转换模型实现测量坐标系与飞机坐标系的统一，节省的传统飞机水平测量的调平步骤，降低人力和时间的消耗。
[0007](2)智能化。智能优选基准点最优点组合，对基准点误差最佳修正，给出误差相对最小坐标转换方案；测量点在三维模型上的自动显示，不需要提前熟悉设计图纸对应测量点；测量误差自动分析提示是否符合标准，避免错误测量影响测量结果；自动测量目标测量点，减少人力；测量顺序自定义，增强测量工作的灵活性。
[0008](3)高精度化。根据误差的自动分析和测量点的精确定位搜寻，避免了测量失误导致的误差，提高测量精度。
[0009]因此智能化水平测量，不仅可以给企业带来更好的产品质量和效益，还可以有效降低水平测量的操作难度，也更加符合高质量高精度的发展需求。

技术实现思路

[0010]针对现有技术问题，本专利技术提出了一种飞机智能化水平测量方法及系统。用以解决当前水平测量过程中偏差大的基准点对构建坐标系精度的影响、测量点不易对应、效率低、信息传递不精确，测量结果不直观，易出错等问题。
[0011]本专利技术所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0012]一种飞机智能化水平测量方法，包括以下步骤：
[0013]步骤(一)将处于停放状态下的飞机稳固撑起；
[0014]步骤(二)激光跟踪仪组装并完成自校准工作后，放置在待测飞机前侧方适当位置；
[0015]步骤(三)服务器控制激光跟踪仪进行连接和初始化操作，获取环境参数补偿信息，使激光跟踪仪进入测量状态；
[0016]步骤(四)获取待测飞机匹配的测量信息；
[0017]步骤(五)根据T
‑
Probe手持无线探测器获取的基准点测量数据与理论数据拟合，智能优选基准点并给出最佳坐标转换基准点组合；
[0018]步骤(六)根据智能优选出的基准点组合，通过径向基神经网络对坐标转换误差自动修正，解算坐标转换参数，执行最优拟合，建立飞机坐标系；
[0019]步骤(七)根据水平测量信息，拟定测量顺序；
[0020]步骤(八)获取待测飞机的三维数模信息，根据待测飞机三维数模信息自动提示测量点在飞机坐标系下的位置；
[0021]步骤(九)根据飞机三维数模信息自动驱使激光跟踪仪依次测量待测水平测量点，获取测量数据；
[0022]步骤(十)根据测量数据信息自动分析误差；
[0023]步骤(十一)根据测量数据自动输出测量结果文件。
[0024]优选的，步骤(一)中飞机在进行水平测量时，要求明确装机状态。
[0025]优选的，步骤(二)具体为：
[0026]首先，服务器与激光跟踪仪建立TCP/IP连接；其次，设置当前激光跟踪仪工作环境参数；最后，初始化激光跟踪仪，然后选择需使用反射器规格。
[0027]优选的，激光跟踪仪工作环境参数包括温度参数、压强参数、湿度参数。
[0028]优选的，步骤(五)中智能优选基准点并给出最佳坐标转换基准点组合具体包括：
[0029]对所有基准点测量数据进行获取，基准点测量数据与基准点理论值通过粗差拟准检定法监测测量数据，剔除含有粗大误差的基准点，智能优选出拟合误差最小坐标转换基准点组合。
[0030]优选的，粗差拟准检定法的计算公式为：
[0031][0032]式中，表示拟准观测的真误差估值；表示非拟准观测的真误差估值；R表示平差因子阵；L表示观测值；取决于真误差估值对应的系数阵A
n
；
[0033]取决于真误差估值对应的权阵P
n
。
[0034]优选的，步骤(六)中通过径向基神经网络对坐标转换误差自动修正具体包括：
[0035]通过径向基神经网络深度学习，将测量的输出量和控制量以及实际偏差作为神经
网络的输入训练样本，进行训练，修改神经网络权值，使神经网络的输出不断逼近测量的实际误差，从而建立坐标转换误差的模型，得到本步误差，进而补偿建模误差的影响，执行最优拟合对齐，构建飞机坐标系。
[0036]优选的，步骤(八)中根据待测飞机三维数模信息自动提示测量点在飞机坐标系下的位置具体包括：
[0037]根据布尔莎
‑
沃尔夫坐标转换模型和混合最小二乘法误差迭代算法，解算旋转矩阵、平移参数和缩放因子，将实际飞机坐标系和测量模型坐标系统一，服务器按照拟定的测量顺序，依次向激光跟踪仪发送目标测量点坐标数据，控制激光跟踪仪自动搜寻到目标测量点，并发出测量指令获取测量点实测坐标数据。
[0038]一种飞机智能化水平测量系统，包括若干台激光跟踪仪、与若干台激光跟踪仪配对进行协同测量的T
‑
Probe手持无线探测器、与若干台激光跟踪仪建立通信以实现远程智能控制的服务器；
[0039]所述服务器包括有激光跟踪仪连接控制模块、测量任务获取模块、基准点智能优选模块、偏差智能修正模块、测量坐标系构建模块、三维数模获取模块、测量顺序制定模块、测量点自动提示模块、自动测量模块、误差自动分析模块、测量结果自动分析模块。
[0040]本专利技术的有益效果是：
[0041]与现有技术相比，本专利技术将智能化技术引入飞机水平测量过程中，有别于常规的水平测量方法。基于数字化水平测量，本方法结合飞机三维数模坐标点数据构建基准点优选判据并采用径向基神经网络对基准点进行优选并自动修正坐标转换误差；基于该方法的测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞机智能化水平测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤(一)将处于停放状态下的飞机稳固撑起；步骤(二)激光跟踪仪组装并完成自校准工作后，放置在待测飞机前侧方适当位置；步骤(三)服务器控制激光跟踪仪进行连接和初始化操作，获取环境参数补偿信息，使激光跟踪仪进入测量状态；步骤(四)获取待测飞机匹配的测量信息；步骤(五)根据T
‑
Probe手持无线探测器获取的基准点测量数据与理论数据拟合，智能优选基准点并给出最佳坐标转换基准点组合；步骤(六)根据智能优选出的基准点组合，通过径向基神经网络对坐标转换误差自动修正，解算坐标转换参数，执行最优拟合，建立飞机坐标系；步骤(七)根据水平测量信息，拟定测量顺序；步骤(八)获取待测飞机的三维数模信息，根据待测飞机三维数模信息自动提示测量点在飞机坐标系下的位置；步骤(九)根据飞机三维数模信息自动驱使激光跟踪仪依次测量待测水平测量点，获取测量数据；步骤(十)根据测量数据信息自动分析误差；步骤(十一)根据测量数据自动输出测量结果文件。2.根据权利要求1所述的一种飞机智能化水平测量方法，其特征在于：步骤(一)中飞机在进行水平测量时，要求明确装机状态。3.根据权利要求1所述的一种飞机智能化水平测量方法，其特征在于：步骤(二)具体为：首先，服务器与激光跟踪仪建立TCP/IP连接；其次，设置当前激光跟踪仪工作环境参数；最后，初始化激光跟踪仪，然后选择需使用反射器规格。4.根据权利要求3所述的一种飞机智能化水平测量方法，其特征在于：激光跟踪仪工作环境参数包括温度参数、压强参数、湿度参数。5.根据权利要求1所述的一种飞机智能化水平测量方法，其特征在于：步骤(五)中智能优选基准点并给出最佳坐标转换基准点组合具体包括：对所有基准点测量数据进行获取，基准点测量数据与基准点理论值通过粗差拟准检定法监测测量数据，剔除含有粗大误差的基准点，智能优选出拟合误差最小...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡烽，周璐，史强，郭海利，董一朗，刘雷，
申请(专利权)人：国营芜湖机械厂，
类型：发明
国别省市：