Mesure des coordonnées des points cachés basée sur le calcul combiné de la position des capteurs inertiels et visuels

HUANG Yunpeng ,  

LI Yang ,  

QIU Qifan ,  

DONG Dengfeng ,  

GAO Doudou ,  

JIANG Xingjian ,  

CUI Chengjun ,  

ZHOU Weihu ,  

摘要

Face à la demande croissante de mesures de haute précision des caractéristiques géométriques dans des conditions de visualisation complexes dans le domaine de la fabrication de précision de grande envergure, une méthode de mesure des coordonnées des points cachés utilisant le calcul de la position combinée des capteurs inertiels et visuels est proposée. Tout d'abord, la structure et le principe de mesure du système de coordonnées du point caché ont été analysés, et les principaux facteurs d'incertitude affectant les résultats de mesure de ce système ont été analysés par la méthode de Monte-Carlo ; deuxièmement, en se fondant sur les données de position des mesures inertielles et des mesures visuelles unidirectionnelles, et en résolvant le problème d'optimisation du meilleur chemin d'interpolation lors de la fusion des quaternions de position, une méthode de fusion des données basée sur une interpolation linéaire sur la sphère des quaternions de position a été proposée, et le calcul de la position combinée des données inertielles et visuelles a été établi ; puis, une méthode de calibration des paramètres du système de mesure des coordonnées du point caché a été conçue ; enfin, un banc d'essai a été construit et l'efficacité et la fiabilité de la méthode proposée dans cet article ont été vérifiées par une expérience de calibration des paramètres et une expérience de mesure des coordonnées des points cachés. Les résultats de l'expérience ont montré que la reproductibilité des résultats de calibration de la matrice des paramètres de transformation des systèmes de coordonnées ne dépasse pas 0,03°, et que la reproductibilité des résultats de calibration des paramètres de structure de mesure des points cachés ne dépasse pas 45 μm. Sur la base des résultats de calibration, la méthode de calcul combiné de position des capteurs inertiels et visuels a été appliquée pour calculer les coordonnées des points cachés, la moyenne des erreurs de mesure des coordonnées ayant diminué de 60,63% par rapport à l'approche visuelle unidirectionnelle traditionnelle, et l'erreur maximale de mesure des coordonnées spatiales à 10 m ne dépassant pas 130 μm. Cette méthode peut répondre aux besoins typiques de mesure des paramètres géométriques sur le site de fabrication de précision et présente des perspectives d'application pratique.

关键词

visée unidirectionnelle;mesure des coordonnées des points cachés;unité de mesure inertielle interne;solution combinée de position

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