激光制导测量机器人系统及应用技术研究

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论文说明:图表目录

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第一章绪论

1.1课题来源

1.2课题研究背景、目的及意义

1.2.1课题研究背景

1.2.2课题研究目的意义

1.3本文研究的主要内容及工作创新

1.3.1研究主要内容

1.3.2主要工作流程

1.3.3主要创新点

1.4本章小结

第二章激光制导测量机器人技术

2.1引言

2.2激光跟踪测量技术发展现状

2.2.1球坐标法激光跟踪测量技术

2.2.2三角法激光跟踪测量系统

2.2.3多边法激光跟踪测量系统

2.3激光制导技术发展现状

2.3.1激光制导的分类

2.3.2激光制导技术在武器系统中的应用

2.3.3激光制导技术在精密制造和测量中的应用

2.4机器人技术发展现状

2.4.1移动机器人国内外发展现状

2.4.2移动机器人研究的关键技术

2.4.3测量机器人国内外发展现状

2.5本章小结

第三章激光制导测量机器人系统设计

3.1引言

3.2“光束运动-光靶跟踪”式激光制导测量机器人测量原理

3.3激光制导测量机器人系统总体结构

3.4激光制导测量机器人本体设计

3.4.1激光制导测量机器人驱动方案选取

3.4.2激光制导测量机器人本体结构设计

3.4.3激光制导测量机器人驱动电机选择

3.4.4激光制导测量机器人三维实体建模

3.5光靶自动跟踪装置设计

3.5.1光靶的选取

3.5.2光靶自动跟踪装置结构设计

3.5.3光靶自动跟踪装置步进电机选择

3.6越障机构设计

3.6.1越障机构方案

3.6.2越障机构尺寸确定

3.7激光制导测量机器人运动学建模与分析

3.7.1激光制导测量机器人轮式运动学建模

3.7.2激光制导测量机器人轮式运动稳定性分析

3.7.3激光制导测量机器人臂式运动学分析与建模

3.7.4激光制导测量机器人动力学分析

3.8本章小结

第四章激光制导测量机器人控制系统开发

4.1引言

4.2控制系统硬件选择与设计

4.2.1激光制导测量机器人控制系统总体设计

4.2.2激光制导测量机器人控制器选择

4.2.3激光制导测量机器人驱动电机速度控制

4.2.4视觉子系统设计

4.2.5无线通讯模块设计

4.3激光制导测量机器人控制软件的设计

4.3.1软件设计基本思想

4.3.2软件结构分析

4.3.3主程序设计

4.4激光制导测量机器人的定位研究

4.4.1基于光电编码器的激光制导测量机器人定位

4.4.2基于视觉子系统激光制导测量机器人定位

4.5屏幕数据抓取与发送系统

4.5.1屏幕数据抓取的原理

4.5.2屏幕数据抓取实现方法

4.5.3屏幕数据抓取与发送系统软件

4.5.4屏幕数据抓取与发送演示

4.6本章小结

第五章应用数学模型进行实体测量的原理与方法

5.1引言

5.2被测对象CAD模型表面测量特征提取

5.2.1被测对象CAD模型数字化

5.2.2基于被测对象CAD模型形状特征的采样原理

5.2.3基于给定采样点数的自由曲面数字化自适应采样原理

5.2.4基于给定采样精度的自由曲面数字化自适应采样

5.2.5仿真算例

5.3坐标转换

5.3.1 CAD模型坐标系到激光跟踪测量系统坐标系转换

5.3.2激光跟踪测量系统坐标系到测量机器人坐标系转换

5.4激光制导测量机器人在被测工件上运动路径规划与跟踪控制

5.4.1激光制导测量机器人运动路径规划

5.4.2激光制导测量机器人自动跟踪激光束算法研究

5.5本章小结

第六章利用激光制导测量机器人进行大尺寸测量实验研究

6.1实验方案

6.1.1实验方法

6.1.2实验装置

6.2性能评价实验

6.2.1直线度测量实验

6.2.2跟踪定位精度实验

6.2.3转向性能实验

6.3复杂型面3D测量比对实验

6.3.1被测工件CAD模型转换

6.3.2实验步骤

6.3.3测量比对实验

6.3.4配准与不确定度分析

6.3.5激光制导测量机器人误差组成与结果分析

6.4本章小结

第七章总结与展望

7.1论文总结

7.2研究展望

参考文献

附录

攻读博士期间发表论文和科研情况

致 谢