基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2023.09.013

中国机械工程 ›› 2023, Vol. 34 ›› Issue (09): 1120-1125,1133.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2023.09.013

基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法

孙露萍1,3;张文昌1,3;王志华2;王振文1,3;任志墨1,3;张倩1,3

1.北京机科国创轻量化科学研究院有限公司，北京，100083
2.北京特种机械研究所，北京，100143
3.先进成形技术与装备国家重点实验室，北京，100083

出版日期:2023-05-10 发布日期:2023-05-31
通讯作者: 张倩（通信作者），女，1982年生，正高级工程师、博士。研究方向为机械装备自动化。E-mail:zhangqian82618@163.com。
作者简介:孙露萍，女，1995年生，硕士。研究方向为机器视觉。
基金资助:
江苏省重点研发计划（BE2021057）

Measurement Method of Cabin Automatic Docking Based on 2D Laser Displacement Sensor

SUN Luping1,3;ZHANG Wenchang1,3;WANG Zhihua2;WANG Zhenwen1,3;REN Zhimo1,3;ZHANG Qian1,3

1.Beijing National Innovation Institute of Lightweight Ltd.,Beijing,100083
2.Beijing Institute of Special Machinery,Beijing,100143
3.State Key Laboratory of Advanced Forming Technology and Equipment,Beijing,100083

Online:2023-05-10 Published:2023-05-31

摘要/Abstract

摘要： 针对舱段对接装配需求，结合舱段对接工艺过程,提出一种基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法。首先将待对接舱段调整至相距基准舱段约50 mm待装位，采用2D激光位移传感器检测两舱段对接处三个点位的2D轮廓偏差，计算得到待对接舱段除自转角外的5个自由度位姿；然后根据两舱段法兰端面上的豁口特征，通过扫描两个舱段法兰豁口位置，计算得到待对接舱段自转角；最后将结果反馈至控制系统，驱动执行机构进行位姿的调整。通过引入误差的仿真并结合对接实验对所提方法进行了验证，结果表明，所提方法测量精度高，对接效果良好，能够满足舱段自动对接需求，有效提高了自动对接系统的效率、稳定性和一致性。

关键词: 舱段自动对接, 2D激光位移传感器, 图像处理, 位姿测量

Abstract: In view of the docking and assembly requirements of the cabins, a method for automatic docking measurement was proposed based on 2D laser displacement sensor in combination with the docking processes of the cabins. The displacement sensors detected the 2D contour deviation of the three points at the docking points of the two cabins, and calculated the pose of the cabins to be docked with 5 degrees of freedom except for the rotation angle; The positions of the flange gap in the cabins were calculated to obtain the rotation angle of the cabins to be docked. Finally, the results are fed back to the control system to drive the actuator to adjust the pose. The proposed method was verified by introducing error simulation and combining with docking experiments. The results show that the automatic docking method has high measurement accuracy and good docking effectiveness, which may meet the needs of cabin automatic docking, and improve the efficiency and stability of the automatic docking systems effectively.

Key words: cabin automatic docking, 2D laser displacement sensor, image processing, pose measurement

中图分类号:

TP242

孙露萍, 张文昌, 王志华, 王振文, 任志墨, 张倩, . 基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(09): 1120-1125,1133.

SUN Luping, ZHANG Wenchang, WANG Zhihua, WANG Zhenwen, REN Zhimo, ZHANG Qian, . Measurement Method of Cabin Automatic Docking Based on 2D Laser Displacement Sensor[J]. China Mechanical Engineering, 2023, 34(09): 1120-1125,1133.

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基于2D激光位移传感器的舱段自动对接测量方法

Measurement Method of Cabin Automatic Docking Based on 2D Laser Displacement Sensor

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