方案特征

1、實現(xiàn)目標6維（6DoF）動態(tài)高精度監(jiān)測；

2耳舅、大幅提升目標位置測量精度。

系統(tǒng)構(gòu)成

1倚评、API Radian Pro激光跟蹤儀

API Radian Pro激光跟蹤儀配備了ADM（絕對激光）與IFM（干涉激光）雙激光浦徊；其中，IFM干涉激光是長度計量的標準洲猿，可為整個測量方案提供高精度保障及數(shù)據(jù)溯源获隆。

2、TTL（或其它方式的）數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)

數(shù)據(jù)同步系統(tǒng)是多臺聯(lián)動激光跟蹤儀的同步觸發(fā)裝置村会，由API專門提供的信號發(fā)生器同時給多臺聯(lián)動的激光跟蹤儀提供觸發(fā)信號涌遏，使這些激光跟蹤儀得到同步控制，確保它們在同一時間采集數(shù)據(jù)泌拐。同步的激光跟蹤儀的數(shù)量可以由客戶按實際狀況而定基差。

3、同步信號處理專用測量軟件

該軟件是API自主研發(fā)的用于處理分析多臺聯(lián)動激光跟蹤儀反饋數(shù)據(jù)的專業(yè)測量軟件。API同步信號處理專用軟件可廣泛滿足用戶的使用需求宅蜒，具體包括：實現(xiàn)對多臺激光跟蹤儀坐標系統(tǒng)的統(tǒng)一敲骏、實現(xiàn)被測目標坐標的定義、實現(xiàn)多臺激光跟蹤儀動態(tài)測量數(shù)據(jù)的組合分析（比如動態(tài)姿態(tài)角度的測量等）涨拣。

典型應(yīng)用案例

圖1：航天器登陸艙6維姿態(tài)檢測解決方案示意圖（多臺激光跟蹤儀聯(lián)動）

1蝇降、航天器登陸艙姿態(tài)的6維（6DoF）監(jiān)測、控制與實時調(diào)整

測量目的：

航天器登陸艙在登陸過程中受到引力它褪、氣流等諸多因素影響饵骨，會造成晃動。實驗中茫打，用拉伸機構(gòu)模擬造成登陸艙晃動的力居触，用多臺激光跟蹤儀同步監(jiān)測各參照點之間的數(shù)學關(guān)系，從而得到科學數(shù)據(jù)老赤，并依照數(shù)據(jù)調(diào)整登陸艙底部助推火箭噴射的力度和方向轮洋，使得登陸艙最終可以穩(wěn)定著陸。

測量過程：

（1）在登陸艙上設(shè)置P1抬旺、P2弊予、P3三個點，利用三臺Radian Pro激光跟蹤儀對其在空間的姿態(tài)進行實時跟蹤測量監(jiān)測开财；

（2）利用另外三臺Radian Pro激光跟蹤儀汉柒，對位于拉伸機構(gòu)上的P4、P5责鳍、P6三個點進行實時跟蹤監(jiān)測碾褂；

（3）通過數(shù)據(jù)同步器，對六臺激光跟蹤儀同時發(fā)布測量指令历葛，分別在同一時間采集6個參照點的相應(yīng)數(shù)據(jù)达迁，并將數(shù)據(jù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理系統(tǒng)（PC或筆記本電腦）；

（4）利用同步測量軟件對數(shù)據(jù)進行分析宾哼，并計算出各個參照點之間的數(shù)學關(guān)系仔约，隨即依照數(shù)據(jù)指導火箭推力力度和方向的調(diào)整。

圖2：跟蹤儀多臺聯(lián)動監(jiān)測工業(yè)機器人動態(tài)精度（6DoF）

2否因、工業(yè)機器人6維動態(tài)精度的實時監(jiān)測

測量目的：

對工業(yè)機器人的精度進行6維動態(tài)追蹤監(jiān)測舆佩，從而更好地評估工業(yè)機器人在其運動路徑上各個位置的空間精度介腻，并依據(jù)數(shù)據(jù)對機器人進行相應(yīng)的數(shù)據(jù)補償與工作路徑優(yōu)化榔晃。

測量過程：

在工業(yè)機器人末端安置跟蹤儀靶球支架，并在支架上布置3個靶球（SMR）酱滞，三臺激光跟蹤儀各自跟蹤一個靶球招殊，并對該靶球在機器人運動過程中的各個位置進行實時動態(tài)采集測量。采集到的數(shù)據(jù)反饋至PC或筆記本電腦進行計算，并作為該機器人標定補償?shù)臄?shù)據(jù)支撐秆候。

圖3：使用四臺激光跟蹤儀實現(xiàn)對大型非球面鏡的超高精度檢測

3浦堪、對待測目標極致高精度的測量檢測

測量目的：

進一步提升對目標物的測量精度。

激光跟蹤儀作為一種微米（μm）級別精度的測量儀器刺洒，其測量精度已得到眾多高精尖制造行業(yè)或研究所的認可鳖宾，并已廣泛應(yīng)用于全球各重點工程和國家項目中。單臺激光跟蹤儀已經(jīng)可以實現(xiàn)超高精度的測量逆航，但在某些對測量精度有著更加嚴苛要求的精密工程中鼎文，我們可以使用多臺激光跟蹤儀聯(lián)動測量的方式，讓測量精度進一步提升因俐。

單個激光跟蹤儀的測量誤差90%來自于其角度誤差拇惋；多臺跟蹤儀聯(lián)動測量解決方案中，我們使用多臺激光跟蹤儀同時測量一個點抹剩，從而基于各跟蹤儀自身的位置以及對該點位置的測量數(shù)據(jù)撑帖，綜合計算分析出該點的空間位置，并最大程度地避免了跟蹤儀的角度誤差澳眷，得到相對更精準的測量數(shù)據(jù)胡嘿。

測量實例：

中國科學院光電技術(shù)研究所就使用這種“四臺激光跟蹤儀聯(lián)動測量”的方法，對其大型非球面鏡進行了在位檢測钳踊，并成功將測量不確定度從U＝11.8″提升至了U＝2.4″（參考文獻：中國光學工程學會灶平，《中科院光電所在大型非球面鏡在位檢測技術(shù)研究中取得突破》，微信號：CHINA-HI-TECH-IA箍土，https://mp.weixin.qq.com/s/xUmnxtgVhsz5izWKe1HtLA）帆伯，精度提升達將近5倍。

此研究工作還得到了中國國家“863”計劃逸讹、“西部之光”計劃的資助代投。

結(jié)論

以上理論及典型應(yīng)用案例，充分證實了激光跟蹤儀多臺聯(lián)動測量解決方案在實現(xiàn)目標6維動態(tài)高精度監(jiān)測以及大幅提升目標位置測量精度方面的能力及可操作性禾计。

跟蹤儀多臺聯(lián)動視頻（機器人動態(tài)6維監(jiān)測）：

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