一种基于卡尔曼滤波的自由曲面扫描测量方法

作     者：苏鹏 孙晓 于柳 文比强 汤迎红 Su Peng;Sun Xiao;Yu Liu;Wen Biqiang;Tang Yinghong

作者机构：湖南工业大学机械工程学院湖南株洲412007 湖南工业大学图书馆湖南株洲412007 湖南高精特电装备有限公司湖南株洲412000 

基　　金：湖南省2020年度自然科学基金省市联合基金项目(编号:2020JJ6078) 湖南省2021年度自然科学基金省市联合基金项目(编号:2021JJ50053) 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2023年第52卷第3期

页      码：93-97页

摘      要：将激光位移传感器安装在旋转的机构上实现对自由曲面的内径测量,创新提出了一种基于卡尔曼滤波的高精度补偿算法,有效解决了异形面的激光高精度测量难题。首先介绍分析了激光三角法的测量原理,结合被测对象的结构特点,设计了一种仿形测量方法,采用几何定心的原理,对自由曲面的弧面半径进行高精度的离散测量。建立了标准卡尔曼滤波算法,蒙特卡洛方法用于模拟激光位移传感器测量的半径范围结果,对模拟的范围结果提出运用卡尔曼滤波技术进行误差补偿,并在MATLAB上进行实验仿真,最后对仿真结果进行分析。实验结果表明,该方法能够将数据的标准差降低近50%,并过滤掉明显噪点。该测量方法能应用在不同半径范围的管道自由曲面,有效减小了测量过程中产生的误差,提高了测量精度,为提高管道内径测量精度提供了参考。

主 题 词：激光位移传感器 激光三角法 内径测量 卡尔曼滤波 测量精度 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1009-9492.2023.03.018

馆 藏 号：203120990...