智能“可變長度”光電基準尺設計技術研究.pdf

1、新型激光電子經緯儀系統(tǒng)由于具有激光瞄準和伺服驅動等功能，為實現(xiàn)大空間、大尺寸對象坐標的自動化測量提供了新的途徑。但由于高精度激光電子經緯儀對制造工藝要求嚴格，造價昂貴，不適合應用推廣，所以非常有必要借鑒傳統(tǒng)經緯儀三軸結構模式，但突破其三軸正交結構要求，發(fā)展一種新的非正交軸系”激光經緯儀”及其測量系統(tǒng)。
　　非正交軸系“激光經緯儀”測量系統(tǒng)組建時，經緯儀間空間位姿關系的確定是建立系統(tǒng)測量模型的關鍵所在，它影響整個系統(tǒng)測量結果的精度。

2、本課題為實現(xiàn)對非正交軸系“激光經緯儀”測量系統(tǒng)的快速、準確定向，提出并研究了一種基于高精度光電位置敏感器件的智能“可變長度”光電基準尺的構建技術。
　　本文主要研究內容和工作有:
　　1、在了解國內外針對大空間、大尺寸坐標測量系統(tǒng)以及常見的定向基準尺的基礎上，結合高精度光電位置敏感器件的發(fā)展應用情況，提出開展主要針對非正交軸系“激光經緯儀”測量系統(tǒng)定向的智能“可變長度”光電基準尺設計技術研究。
　　2、分析了傳統(tǒng)經緯儀

3、系統(tǒng)的兩種系統(tǒng)定向原理:精確互瞄法和光束平差法，在此基礎上研究了非正交軸系“激光經緯儀”測量系統(tǒng)的工作原理及其定向方案與流程，明確了光電基準尺設計的必要性。
　　3、對高精度光電位置敏感器件PSD的基礎理論進行了詳細的研究，主要包括:PSD的結構和原理、PSD方程以及PSD檢測光斑重心的原理。在此基礎上，設計并提出了一種智能“可變長度”光電基準尺的總體設計方案，完成了PSD間位姿關系的標定以及光電基準尺基準桿材料的選擇。
　

4、　4、完成了智能“可變長度”光電基準尺的硬件設計，主要包括兩方面:PSD信號處理模塊設計和基準尺無線通訊模塊設計。其中，PSD信號處理模塊設計包括分析干擾信號的影響與消除、PSD多路信號解決方案以及信號預處理電路設計。無線通訊模塊設計包括無線通訊技術的選擇、無線射頻芯片的選型以及基于nRF24E1芯片無線通訊模塊的設計。
　　5、進行了PSD位置檢測重復性精度的驗證以及PSD間位姿關系的標定。搭建了實驗平臺，完成了基準尺的精度評價