中国计量科学研究院;北京航空航天大学刘志华获国家专利权
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龙图腾网获悉中国计量科学研究院;北京航空航天大学申请的专利一种基于闭环矢量的六自由度系统自标定方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115615370B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211124277.6,技术领域涉及:G01B21/00;该发明授权一种基于闭环矢量的六自由度系统自标定方法是由刘志华;张颖;蔡晨光;郑德智;吕琦设计研发完成,并于2022-09-15向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于闭环矢量的六自由度系统自标定方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于闭环矢量的六自由度测量系统自标定方法,该自标定方法主要包括:利用物理结构连接六自由度平台和六自由度测量系统以形成闭环结构;根据闭环结构建立六自由度平台位姿和六自由度测量系统相关参数的数学模型;结合测量六自由度平台已知位姿信息和闭环矢量方程,实现六自由度测量装置的自标定。相对于现有六自由度测量系统标定方法,该方法具有灵活性强、省时省力、成本低等优点。
本发明授权一种基于闭环矢量的六自由度系统自标定方法在权利要求书中公布了:1.一种基于闭环矢量的六自由度测量系统自标定方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤, S1:设备安装,通过连杆将六自由度平台和六自由度测量系统连接,形成闭环结构; S2:根据闭环结构,建立六自由度测量系统自标定数学模型; S3:六自由度平台做定点运动,将定点运动的运动信息与测量信息代入六自由度测量系统自标定数学模型,求解得到六自由度测量系统的实际参数,实现六自由度测量系统自标定; 所述步骤S1具体包括: 所述连杆为定长连杆1,定长连杆1的长度已知;在定长连杆1两端分别带有一个球铰,第一球铰2与六自由度测量系统通过滑块4连接,滑块4通过导轨5实现滑动配合的直线运动,该直线运动的运动信息通过光栅获得;第二球铰3与六自由度平台通过安装在六自由度平台上的固定件6连接,使得第二球铰3内的固定点球心与六自由度平台具有一样的运动信息; 所述S2中,六自由度测量系统自标定数学模型具体包括: 初始时刻时,第二球铰3的空间坐标值为PL0,PL0与六自由度测量系统的安装有关,为系统参数;t时刻时,第二球铰3的空间坐标值为PLt,PLt与六自由度测量系统的安装和六自由度平台的位姿有关;第一球铰1的空间坐标值为BMt,BMt与六自由度平台的位姿有关;PL0、PLt、BMt组成一个闭环三角形△PLtPL0BMt;其中,PLt通过PL0、At、求得,具体公式如下所示: At为t时刻下光栅读数,为已知参数;为导轨5的单位方向矢量,为系统参数;BMt可通过六自由度位姿计算公式获得: BMt=TMt+RMtBM02其中,TMt、RMt分别为t时刻下六自由度平台的平移矢量和旋转矩阵;BM0为初始时刻第二球铰3的空间坐标值,为已知参数; 建立基于闭环矢量的自标定数学模型; 根据测量系统的闭环结构,建立基于矢量回路的相关方程: 其中,O为参考坐标系的原点,参考坐标系由操作人员自行设定;L为定长连杆1的长度,为已知参数;为t时刻下连杆1的单位方向矢量;为t时刻下O与BMt的连线矢量,同理 为了消除将式3改写为: 其中右上角标T代表矩阵转置; 将式2代入式4即可获得基于闭环矢量的自标定数学方程:
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