관성-비전 융합 자세 산출 기반 숨겨진 점 좌표 측정

HUANG Yunpeng ,  

LI Yang ,  

QIU Qifan ,  

DONG Dengfeng ,  

GAO Doudou ,  

JIANG Xingjian ,  

CUI Chengjun ,  

ZHOU Weihu ,  

摘要

대형 고급 정밀 제조 기술 분야에서 복잡한 시야 조건 하에서 기하학적 특징의 고정밀 측정 요구에 대응하기 위해, 관성-비전 융합 자세 산출에 기반한 숨겨진 점 좌표 측정 방법을 제안하였다. 먼저, 숨겨진 점 좌표 측정 시스템의 구조와 측정 원리를 분석하고, 몬테카를로 법을 통해 해당 시스템 측정 결과 불확실도에 영향을 미치는 주요 요인을 분석하였다; 다음으로, 관성 측정과 단안 비전 측정을 통해 획득한 자세 데이터를 바탕으로, 자세 쿼터니언 융합 과정에서의 보간 경로 최적화 문제에 대해 쿼터니언 구면 선형 보간법 기반의 자세 데이터 융합 방법을 제안하여 관성-비전 융합 자세 산출 방안을 구축하였다; 그리고 나서, 숨겨진 점 좌표 측정 시스템 매개변수의 보정 방법을 설계하였다; 마지막으로, 실험 장치를 구축하고 매개변수 보정 실험 및 숨겨진 점 좌표 측정 실험을 통해 본 논문에서 제안한 방법의 유효성과 신뢰성을 검증하였다. 실험 결과, 좌표계 변환 매트릭스 보정 결과 반복 편차가 0.03°를 넘지 않았으며, 숨겨진 점 측정 표적 구조 매개변수 보정 결과 반복 편차는 45 μm 미만이었다. 매개변수 보정 결과를 기반으로, 관성-비전 융합 자세 산출 방법을 적용하여 숨겨진 점 좌표를 계산한 결과, 좌표 측정 평균 오차가 단안 비전 방식에 비해 60.63% 감소했으며, 10m 내 최대 공간 좌표 측정 오차가 130 μm 이내였다. 본 방법은 전형적인 정밀 제조 현장의 기하학적 파라미터 측정 요구에 적응할 수 있으며 우수한 응용 전망을 갖는다.

关键词

단안 비전;숨겨진 점 좌표 측정;관성 측정 장치;융합 자세 산출

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