[发明专利]用于检测联合误差的标准器及联合误差检测方法

权利要求书

1.一种联合误差检测方法，用于检测多传感器测量系统的联合误差，所述多传感器测量系统具有n种用于尺寸测量的传感器，其特征在于：采用 的用于检测联合误差的标准器如下：所述标准器包括下表面为平面的底座，在所述底座上表面围绕同一中心点O环形分布有3个竖直的测量孔，相邻测量孔之间的夹角为120°，从而形成正三角形分布，并且测量孔的中心均在以中心点O为圆心、R为半径的圆形曲线上；所述测量孔由同轴线的锥孔和圆孔构成，锥孔的小端与圆孔一端连接，锥孔的小端直径等于圆孔直径；所述圆孔直径d为10mm≤d≤51mm，圆孔的高度c≤0.3mm，圆孔的圆度小于1μm；所述锥孔的锥角θ为30°≤θ≤60°；所述标准器具有m个测量孔，m＝3；

引起联合位置误差的主要因素是由于多个传感器的位置配合关系引起的位置误差，位置误差是指测量位置与实际位置之间的距离；包括以下步骤：

步骤1：以所述传感器中测量精度最高的传感器作为参考传感器；

步骤2：将标准器水平放置在多传感器测量系统的工作台上，然后各传感器依次对标准器上的各测量孔进行采样，采样点在锥孔与圆孔所交界的圆形曲线上；令第i种传感器对第j个测量孔的采样点集合为并且令参考传感器对第j个测量孔的采样点集合为

步骤3：根据参考传感器对各测量孔的采样点集合，分别拟合出对应各 测量孔的参考拟合圆，并根据参考拟合圆获取参考圆心坐标，其中，第j个测量孔的参考圆心坐标为O_j(x_j,y_j,z_j)；

步骤4：根据各传感器对同一测量孔的联合采样点集合，拟合出该测量孔的联合拟合圆，并拟合出全部测量孔的联合拟合圆；然后根据各测量孔的联合拟合圆获取各测量孔的联合圆心坐标；其中，各传感器对第j个测量孔的联合采样点集合第j个测量孔的联合圆心坐标O′_j(x′_j,y′_j,z′_j)；

步骤5：计算联合误差中的联合位置误差：

首先，采用最小外接圆法并根据各参考圆心坐标拟合出参考中心坐标O(x,y,z)，以参考中心坐标O(x,y,z)作为测量孔所围绕的中心点O的实际坐标；

然后，采用最小外接圆法并根据各联合圆心坐标拟合出联合中心坐标O′(x′,y′,z′)，以联合中心坐标O′(x′,y′,z′)作为测量孔所围绕的中心点O的测量坐标；

最后，将联合中心坐标与参考中心坐标的距离作为联合位置误差ΔL，并将联合位置误差在X轴、Y轴、Z轴三个方向上进行分解，从而分别得到三个方向上的联合位置误差的量值Δx、Δy、Δz。

2.根据权利要求1所述的一种联合误差检测方法，其特征在于：步骤5之后还进行以下步骤：

步骤6：计算联合误差中的联合形状误差：分别针对每个测量孔计算形状误差，然后选取形状误差中的最大值作为多传感器测量系统的联合形状误差；其中，针对第j个测量孔的形状误差按如下方式计算：计算第j个测量孔的联合采样点集合中所有采样点到联合圆心坐标O′_j(x′_j,y′_j,z′_j)的距离，并以最大距离与最小距离之差作为针对第j个测量孔的形状误差；

步骤7：计算联合误差中的联合尺寸误差：分别对每个测量孔计算尺寸误差，然后选取尺寸误差中的最大值作为多传感器测量系统的联合尺寸误差；其中，针对第j个测量孔的尺寸误差按如下方式计算：计算第j个测量孔的联合拟合圆的直径，并以联合拟合圆的直径与测量孔圆孔直径的名义值的差值作为第j个测量孔的尺寸误差。