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复合三坐标测量机是融光、机、电为一体的专用检测设备,重点解决了国内外同行尚未实现的优化运用接触、影像与激光三种传感器同时对复杂对象的空间几何参数进行复合测量的难题,该复合三坐标测量机可以综合利用接触式测量和非接触式激光与图像传感测量技术手段各自的优势,对外形结构及表面材质特性复杂的被测量物体进行复合式全自动测量,在制造业中具有非常好的应用价值,所形成的的三坐标控制器技术与复合测量软件等核心关键技术在三坐标机及其他加工与几何量测试仪器设备的升级改造中具有重要的推广价值,该技术成果已通过国家相关部门的验收并已投入生产使用。本课题来源于国家计量“十一五”科研计划项目----几何参量专用量规及专用检测设备校准装置研制,将接触式测头、影像CCD和激光传感器集成到通用三坐标机上,构成复合三坐标机,能很好地实现使用不同测量手段对同一对象进行复合测量的目的,该项目的前期研究已经获得的重庆市科技进步奖二等奖,进一步的研究包括如下的几个方面。 本研究建立了复合测头的标定方法,标定出接触式、影像和激光测头之间的位置关系,通过坐标点空间的空间转换,建立了各测头下测量点数据的数据整合和统一;通过合理的路径规划,为工件检测时提供了高效的智能化测量。测量系统软件平台的设计和集成开发也是本文研究的重点内容。在已搭建的系统硬件平台的基础上,对软件的的系统功能进行了总体和各个功能模块的完善。在此基础上,研究人工智能优化算法,分析并建立三坐标复合测量中的各种问题的数学模型,通过模拟仿真和三坐标复合实际测量系统实验评估改进人工智能算法的性能,分析三坐标复合测量中测头路径优化、非线性摄像机标定、误差评定等问题的基本原理,用数学建模的方法和理论分别建立其数学模型,并与传统方法相比较。针对基本蜂群算法的模型,建立了跟踪搜索蜂群算法的改进策略,然后将STABC运用到了包括复合三坐标机测头标定和误差评定中,提高了复合三坐标机测量准确度,在基本蝙蝠算法的研究基础上,提出了基于双种群变异型蝙蝠算法的基本思想,通过外部搜索种群和内部开发种群的建立提升了蝙蝠算法的性能,然后将DLBA运用到复合三坐标机的路径规划中,提高了复合三坐标机的测量效率,实验验证了改进算法应用的有效性。