[发明专利]一种基于先验误差分解定权的工业测量拟合方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业测量拟合方法，尤其是涉及一种基于先验误差分解定权的工业测量拟合方法。

背景技术

随着工业生产对构件制造精度和尺寸工艺要求的提高，高精度的工业测量拟合算法成为研究的热点。全站仪、激光跟踪仪等测量仪器的应用为大尺寸构件的测量提供了高效手段，然而由于极坐标测量系统往往具有不同量级的测角精度和测距精度，加之测量仪器与测点的相对位置不同，从而导致各测点测量数据不同方向上误差分量的不同。一般工业拟合计算是等权处理各点位数据，忽略了测量误差对拟合结果的影响，也未考虑测点处不同方向误差分量的差异性。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种，依据待拟合工件的形状和姿态，考虑了仪器和测点相对空间关系，将测量误差在测点处分解为多个分量，再根据仪器测角、测距的先验误差重新评定测点各误差分量的大小，并依此作为拟合计算的定权依据。。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于先验误差分解定权的工业测量拟合方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)输入测量点集数据，按照各测点等权，初步拟合空间几何体，然后执行步骤2)；

2)确定各测站-测点连线以及几何体的空间姿态，然后执行步骤3)；

3)针对不同几何体形状，根据误差分解和定权算法对各测点的先验误差进行分解，并以此为依据为各测点加权，然后执行步骤4)；

4)依据新定的权，对测量点集进行拟合，获得加权的空间几何体拟合参数。

所述的根据误差分解和定权算法对各测点的先验误差进行分解具体为：

11)误差分量定义：

111)径向误差：圆、球形工件在测点处指向圆心或球心方向的误差分向量，记为E_R；

112)切向误差：与圆、球形工件在测点处切线或切面方向的误差分量，记为E_T；

113)垂向误差：在测点处垂直于直线、平面或圆面的误差分向量，记为E_r；

114)平向误差：在测点处平行于直线、平面或圆面的误差分向量，记为E_H；

12)令测量仪器的测角误差为ζ，测距常数误差为a，测距系数误差为k，记仪器中心位置为P₀(X₀，Y₀，Z₀)，记某测点测量结果为P_i(X_i，Y_i，Z_i)，i∈N，不同的几何形状分解方式具体如下：

121)空间直线与平面测点的误差分解，考虑测站位置和工件姿态，分析某测距、测角精度下线、面上不同位置测点的垂向误差和平向误差，并依此作为定权依据，得其函数关系为：

其中，Dist_i为测点P_i到测站P₀的距离，a为测距常数误差，k为测距系数误差；

对于直线和平面，只有垂向误差分量影响其拟合形状和姿态，在此设单位权中误差为1，则其测点拟合定权为：

Pi=(1Evi)2---(2)]]>

122)空间圆与球面测点的误差分解

空间圆拟合可看为空间平面拟合和平面圆拟合的组成，将误差先依据圆平面分解成垂向误差分量和平向误差分量，方法与式(1)相同，然后再按式(3)将平向误差分解为径向误差分量和切向误差分量