頂裝式wMPS發(fā)射站網(wǎng)絡(luò)布局與應(yīng)用研究.pdf

1、頂裝頂裝式wMPS發(fā)射站發(fā)射站網(wǎng)絡(luò)布局網(wǎng)絡(luò)布局與應(yīng)用研究應(yīng)用研究wklayoutapplicationstudyoftopmountedtransmittersofwMPS學科專業(yè)：儀器科學與技術(shù)研究生：鄭迎亞指導教師：邾繼貴教授天津大學精密儀器與光電子工程學院二零一四年十二月I摘要國家科技的快速發(fā)展使得大型技術(shù)裝備的制造需求變得非常迫切，大型技術(shù)裝備的測量要求也逐漸變高，其在測量尺寸、精度和效率等幾個方面面臨著的非常大的技術(shù)難題和挑戰(zhàn)

2、，因此對新型的分布式大尺寸測量系統(tǒng)進行深入研究具有重要的意義。wMPS（wkspaceMeasuringPositioningSystem）是一種采用激光掃描實現(xiàn)坐標定位測量的系統(tǒng)，具有覆蓋空間大、測量精度高、并行測量能力強、可靠性好等特點，但其發(fā)射站的激光信號容易受到測量現(xiàn)場障礙物的遮擋，頂裝式發(fā)射站的設(shè)計有效解決了遮擋問題，提高了wMPS系統(tǒng)的適用性。本課題以研究頂裝式發(fā)射站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和布局優(yōu)化以及應(yīng)用為主題，對頂裝式發(fā)射站的結(jié)構(gòu)、

3、空間網(wǎng)絡(luò)布局以及在AGV自動精密導航中的應(yīng)用等進行了深入分析，并設(shè)計了實驗進行驗證。本文的主要研究內(nèi)容和工作如下：一、概述了大尺寸測量的背景，引出了wMPS系統(tǒng)的測量特點以及性能優(yōu)勢，分析了頂裝式發(fā)射站的需求，由此展開了本文的主要內(nèi)容分析。二、描述了wMPS系統(tǒng)的基本工作原理，對頂裝式發(fā)射站的結(jié)構(gòu)以及誤差進行了分析，并給出了發(fā)射站內(nèi)參標定方法。三、針對wMPS系統(tǒng)的布局優(yōu)化問題，分析了頂裝式發(fā)射站與正立式發(fā)射站的不同，對其位置和姿態(tài)的優(yōu)

4、化進行了研究。接著從測量系統(tǒng)的測量方程入手，提出了測量矩陣的條件數(shù)是衡量多平面交會優(yōu)劣的量化指標，以此為優(yōu)化目標，采用遺傳算法作為優(yōu)化工具，實現(xiàn)了指定測量空間下最優(yōu)網(wǎng)絡(luò)布局，并設(shè)計開發(fā)了布局優(yōu)化軟件。四、對提出的數(shù)學模型以及優(yōu)化算法進行了布局優(yōu)化仿真驗證，同時設(shè)計了實驗，利用與激光跟蹤儀的比對測量來驗證布局優(yōu)化的有效性。五、研究了重要的工業(yè)應(yīng)用。以AGV車的自動精密導航為應(yīng)用背景，通過合理選用頂裝式和正立式發(fā)射站，并對布局進行優(yōu)化，構(gòu)建