答辩博士：李琦

指导老师：黄翔   教授/博导

论文题目：飞机大型结构件自动化测量技术研究

答辩委员会：

主席：汤文成    教授/博导    东南大学

委员：肖茂华     教授/博导    南京农业大学

徐贵力     教授/博导    英国365集团官网

周来水    教授/博导    英国365集团官网

陈文亮  教授/博导   英国365集团官网

安鲁陵  教授/博导   英国365集团官网

黄  翔  教授/博导   英国365集团官网

 秘书：李泷杲   副教授/硕导      英国365集团官网

答辩时间：2021年3月18日 14：00

答辩地点：A6-6218室

学位论文简介：

针对飞机大型结构件精密测量问题，将工业机器人与数字化测量设备作为实施载体，提出一种结合模型轻量化处理技术、大尺寸测量场构建技术、多目标测量路径规划技术以及测量数据处理技术的组合式自动化测量方法，解决复杂设备位姿下测量站位最优规划与关键特征点高精度提取等实际工程问题。

论文的主要研究工作包括：

    1.研究基于理论模型的测量特征轻量化处理方法，构建测量参数模型，定义测量位姿约束空间。

    2.研究面向测量位姿对光约束的大尺寸测量场构建方法，构建测量误差传递模型与测量不确定度分析模型对测量场的构建精度进行评价。

    3.研究自动化测量路径规划算法，开展基于激光跟踪仪的在线手眼关系标定、多目标测量路径规划与优化算法以及测量姿态断光自动续接机制等方法研究。

    4.研究大规模点云数据关键特征精确提取算法，构建离散曲率和法向的估算模型，分析邻域拓扑二阶梯度的差异性，对临界特征点的法向归属进行修正，提高复杂轮廓特征识别精度。

主要创新点：

    1、提出一种基于关键属性邻接图的测量特征轻量化方法，解决测量特征建模过程中产生的大量微小碎片边、面提取困难的问题。

    2、提出一种面向测量位姿对光约束的大尺寸测量场构建方法，应用高斯混合聚类划分测量区域并设定参考方向对测量位姿和测量站位布局进行联合优化，降低相同基准点被多站测量带来的配准误差。

    3、提出一种带精英策略的机器人测量路径优化算法，量化路径长度、站位分布、测量不确定度作为测量路径规划的评价指标，解决相互制约的多目标性能最优分配的问题，避免以单一目标规划测量路径陷入局部最优。

    4、提出一种无需曲面拟合的离散微分计算方法，赋予原始数据离散曲率和离散法向属性。

    5、基于海森矩阵构建邻域梯度二阶差分算子，通过主方向的梯度解耦形成正交基对关键特征点进行增强识别，解决关键特征近邻非特征点极易被错误识别的难点，特征点识别误差小于0.03mm。