工业测量拟合与设备几何要素分析技术的研究

摘要

工业测量拟合与设备几何要素分析是高等学校博士学科点专项科研基金资助课题“基于角度测量的工业设备位姿检测技术的研究与系统构建”（20093718110002）的子课题，主要研究检测数据拟合处理与姿态分析的方法和程序实现，以提高工业设备几何要素分析的精度和效率。
　　课题主要完成坐标系转换、拟合计算和位姿分析三个模块的开发。理论研究方面，首先依据最小二乘拟合法，深入研究利用测量点三维坐标求取被测物的特征点、特征线和特征面的实用算法，各类坐标系的构建及相互转换方法，以及各种标准几何体的拟合方法。再利用线性代数和解析几何的相关知识，总结出各几何要素之间空间位置与姿态关系的数学算法，并实现设备几何要素的量化分析。模块开发方面，在Visual Basic6.0的开发环境下，采用Microsoft Access数据库技术、SQL结构化查询语言和ADO数据连接技术等，开发出工业设备位姿检测系统软件的数据分析模块。该模块可以根据实测情况对坐标系进行各种转换操作、可以拟合生成几种标准几何体、并对几何要素进行各种姿态分析。数据分析模块可以与系统数据库进行实时连接并及时修改数据库信息。实验分析表明，在测量目标较多、数据处理较繁琐的情况下，该模块能体现测量系统与数据库管理相结合的技术优势，并能达到较高的运算效率。

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1 绪论

1.1 课题选题来源

1.2 国内外研究现状与发展动态

1.3 课题研究的主要内容

2 坐标系转换

2.1 坐标系的类型

2.2 坐标系的平移、旋转与缩放

2.3 七参数转换原理

2.4 轴对准法转换

2.5 公共点最小二乘转换

2.6 本章小结

3 标准几何体的拟合

3.1 最小二乘拟合法

3.2 直线拟合

3.3 空间平面拟合

3.4 空间曲面的拟合

3.5 空间曲线的拟合

3.6 本章小结

4 几何要素的计算

4.1 标准几何体的坐标系构建

4.2 几何要素形位关系计算与分析

4.3 本章小结

5 数据分析模块的设计与实现

5.1 VB与数据库编程技术

5.2 数据表设计

5.3 软件模块结构与数据处理流程

5.4 菜单及功能设计

5.5 模块运行效果

5.6 可靠性评定

5.7 本章小结

6 结论与展望

6.1 完成的主要工作

6.2 尚需研究的问题

致谢

参考文献

附 录