基于Levenberg-Marquardt算法的圆柱面拟合研究
2021-11-18张振虎
矿山测量 2021年5期
关键词:测量
秦 锋,张振虎,张 威
(1.三门核电有限公司, 浙江 台州 317112;2.上海勘察设计研究院(集团)有限公司, 上海 200093)
在AP1000(Advanced Passive Pressurized Water Reactor,先进压水反应堆)核电项目核岛安装工程中,一回路主设备安装精度要求很高,例如主泵其安装精度要求优于0.3 mm,且精密对接区域空间狭小、无法通视,传统的高精度全站仪,如徕卡TM50全站仪,无法满足测量精度及通视要求,因此,需要引入更高精度的测量仪器及测量新方法辅助这些设备的安装。激光跟踪仪作为当前精度最高的大范围移动式坐标测量系统,已在飞机制造、高能物理等领域得到了应用。为了确保核岛主设备安装精度,三门核电项目在核电项目中率先采用了激光跟踪仪测量整体建模技术辅助设备精密安装。因核岛主设备外形多为圆柱形,故采用激光跟踪仪测量建模时需要进行圆柱面的精确拟合。圆柱面拟合的关键在于确定圆柱面的轴线和半径。文献[1]通过高斯图法计算圆柱面拟合参数,原理较复杂;文献[2]在文献[1]基础上进行了改进,将高斯图法得到的圆柱面参数作为初始值,并采用非线性最小二乘进行优化计算;文献[3]根据矩阵特征分解、测量坐标系和标准坐标系转换关系提出了按特征值、旋转角和平移量为参数的二次曲面拟合方法;文献[4]基于遗传算法进行圆柱面的拟合;文献[5-8]通过圆柱面在平面上的投影圆度判别估算圆柱面参数初值,然后,采用优化算法或平差方法进行圆柱面拟合;文献[9]先以点到圆柱中轴线距离平方与半径平方之差为对象构造优化函数得到圆柱面参数初始值,再以点到圆柱面的距离为对象构造误差函数进行精确求解;……
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