基于聚类数据融合的装配轨迹自动修正算法

摘要

在大型结构件装配过程中,为了减小多激光雷达组网系统的测量误差,并实现装配轨迹的自动修正,设计了基于聚类算法的装配轨迹自动修正系统。通过聚类分析完成对站位布局的优化,利用残差补偿实现多站数据的融合,并完成了5种不同状态的单站及多站距离精度测试。实验结果显示,在单站精度几乎一致的条件下,经优化布局后的系统转站测量不确定度由1.25 mm提升至0.45 mm。在装配轨迹修正实验中,获得了半径为3.5 m圆域内激光雷达随偏转角变化的匹配数据规律。测试分析了5个位置点的坐标值与位姿偏移量,在三个轴向上的位置偏差均值分别为0.042 mm、0.033 mm和0.039 mm,位姿偏角均值分别为0.25°、0.23°和0.49°。可见,装配轨迹修正量与转站测量不确定度相近,该系统可以实现对装配过程的在线自动修正。其可有效降低多激光雷达组网系统的数据融合误差,在自动化装配领域具有一定的价值。