第四章 激光快速成形误差分析
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1 引言快速成型技术(Rapid Prototying,RP)是由CAD模型直接驱动,快速制造任意复杂形状的三维物理实体的技术。
快速成型技术的出现赋予了装备制造业快速响应、无模制造和加工信息远程传递制造的新特点,引发了装备制造方法的重大变革回。
经过20余年的发展,快速成型技术从原来的SLA技术先后发展出SLS、LOM、FDM、3DP、LENS等多种成型工艺,并在机械制造、航空航天、军事、医学、考古、艺术以及建筑等领域得到—定程度的应用。
Rapid prototyping technology (Rapid, Prototying, RP) is directly driven by the CAD model, the three-dimensional physical entities rapid manufacturing complex shape technology. The rapid molding technology gives the equipment manufacturing industry of fast response, no mold manufacturing and processing information remote transmission characteristics of manufacturing, caused major changes to equipment manufacturing method. After 20 years of development, the rapid prototyping technology from the original SLA technology has developed the SLS, LOM, FDM, 3DP, LENS and other molding process, and in machinery manufacturing, aerospace, military, medicine, archaeology, art and architecture and other fields have a certain degree of application.目前,快速成型技术面临的一个主要的问题就是表面质量不高,其制件必须经过打磨、抛光等后处理工艺才能满足工业应用的要求。
激光测量系统误差分析1.激光测量系统误差源的分析激光测量系统会受到多种误差的影响,有系统误差和偶然误差,系统误差会给激光测量点云坐标带来系统偏差。
激光测量系统的误差按照其产生的来源可分为四类:(1)定位误差:GPS定位误差;(2)姿态误差:GPS/INS姿态误差;(3)测距误差:激光扫描仪测距误差;(4)集成误差:系统集成误差;(1)定位误差GPS动态定位误差主要包括卫星轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟钟差、多路径效应、相位中心不稳定,还有卫星星座、观测噪声等。
[1]GPS定位误差不容易消除或者模型化,通常为了削弱GPS定位误差的影响,采用的方法是在测区内建立多个分布均匀的基准站,保证GPS动态定位解算时离基准站不会太远。
(2)姿态误差姿态误差是影响定位精度的最主要原因。
主要包括设备的安置误差、加速度计误差、陀螺仪漂移、测量噪声等,对于INS姿态测量误差,可以适当降低飞行高度,以削弱其对定位的影响。
(3)测距误差激光扫描仪的每一个工作过程都会带来一定的误差,但起主要作用的是电子光学电路对经过地面散射和空间传播后的不规则激光回波信号进行处理来确定时间延迟带来的误差,分别为时延估计误差和时间测量误差两类。
此外还有反光镜的旋转、震动误差、脉冲零点误差等。
激光脉冲信号照射地面物体时,由于地表物理特征的不同而产生不同的反射,当信号发生漫反射时,出现大量反射信号被接收,会形成较大的接收噪声;当信号照射到光滑物体表面,便形成镜面反射,可能会造成激光测距信号丢失。
另外,有的信号可能经过计策反射后反射回去,这样测定的时间延迟不能代表真正的时间延迟。
激光测距的精度还与地面粗糙程度、地面坡度、地面物体的干扰等有关。
另外,被水域覆盖的地方,红外激光大部分被吸收,只有少量被反射,如果碰到静止的水面,就形成镜面反射,信号反射不回去;地表不连续以及移动物体,如行人、车辆、动物等都会影响激光测距精度。
(4)系统集成误差系统集成误差主要包括激光扫描仪脉冲感应参考中心与GPS天线相位中心偏心向量的测定误差、系统安置误差、位置内插误差(线性内插)、时间同步误差、地面参考站间位置误差、坐标系间的转换误差、GPS/INS组合滤波模型误差等。