飞机装配作业AR智能引导技术探索与实践

为解决增强现实应用系统在通用性、一体化方面的不适应性,以满足飞机装配中的实际应用需求,提出一种新的飞机装配作业AR智能引导系统。首先,开展了基于动态操作描述的通用化AR装配指令和基于连续作业状态的一体化操作引导两项关键技术研究;其次,构建了面向飞机装配作业的AR智能引导系统;最后,该系统在实验室环境中,进行了飞机液压系统管路装配应用实践。初步实现了在液压管路装配过程的实时引导和装配结果的智能检查。     

虚拟现实和增强现实技术在飞机装配中的应用

随着计算机技术的发展,虚拟现实技术(Virtual Reality,VR)和增强现实技术(Augment Reality,AR)已经开始应用于飞机装配。使用VR技术,能够建立一个全三维的虚拟环境,使用AR技术可以将虚拟信息叠加到现实场景中,综合运用了AR和VR的混合现实技术(Mixed Reality,MR)所建立的虚拟环境可以提供更集中、更全面的装配信息,同时建模量也大大减少。基于MR技术的虚拟装配系统可以对装配所需的大量信息进行统一、集中的管理,可以大大缩短飞机装配前置时间,减少资源浪费并能够降低成本。将虚拟环境和真实环境相匹配并融合,对工作人员而言,拓展了信息获取的渠道和范围,加强了对重要信息的感知能力,同时也降低了对工作人员视觉空间能力的要求;对装配工作而言,可以大大减少装配误差的产生、缩短装配时间、提高装配效率和装配质量。     

虚拟环境下飞机线缆装配技术研究

虚拟装配技术作为一种典型的数字化装配技术,已经越来越多地被应用到飞机装配生产实践中。线缆在飞机上占有非常大的比重,其装配效率直接影响着飞机总装效率。然而由于线缆本身的柔性特征,决定了相比于刚性结构件的虚拟装配,飞机线缆的虚拟装配工作难度更大。本文对虚拟环境下的飞机线缆装配技术进行了系统性的介绍,并且讨论了基于DELMIA的飞机线缆装配仿真与基于人机交互设备的装配工艺优化两种目前比较主流的飞机线缆虚拟装配技术,最后进一步提出了该技术未来发展的方向。     

分布式航空线缆的网络化自动在线检测方法

分析了现行飞行器制造过程中,航空线缆检测所存在的技术缺陷,提出了一种基于嵌入式系统和网络化信息处理技术的航空线缆在线检测方法。该方法可有效地解决飞行器装配过程中对海量与分布式航空线缆的快速、精准检测问题。     

飞机装配智能制造体系构建及关键技术

飞机装配智能制造是将物联网、大数据、云计算、人工智能等技术引入到飞机装配的设计、生产、管理和服务中。建立飞机智能装配体系,将有效提升飞机装配系统的的自感知、自诊断、自优化、自决策和自执行能力。飞机智能装配技术的应用,对打造高度智能化、柔性化的飞机智能装配车间,建立航空智能制造工厂,全面提升航空制造业的整体水平具有重要的意义。     

飞机数字化柔性装配中的数字测量技术

采用基于数字化测量技术的飞机数字化装配测量系统不仅可以大幅度提升现代飞机数字化装配的质量和效率,而且更能适应上层的飞机数字化设计。从而打通从设计、制造到装配的数字化、一体化流程,改变传统的模拟量传递模式。同时,它将带动我国飞机生产模式的深刻变革,有利于实现飞机的先进数字化柔性装配,增强我国航空制造业国际竞争力,必将为我国新一代飞机制造技术赶超国际先进水平做好重要的铺垫。     

新一代飞机自动化智能化装配装备技术

数字化技术的应用是飞机制造业的一次革命性的变革,它将从根本上改变了传统的飞机装配技术[1].在现代飞机装配中,装配模式已从基于模拟量传递的刚性装配方式发展成为基于全三维数字量传递,以柔性工装为装配定位与夹紧平台,以数控柔性制孔单元和自动钻铆系统为自动化加工设备,以激光跟踪仪等数字化测量装置为在线检测工具,在装配数据及数控程序的协同驱动下,完成飞机部件的自动化装配过程的柔性装配模式,飞机装配已进入了数字化、自动化、柔性化、智能化装配时代.而航空专用装配装备技术发展成为推动飞机装配技术进步的引擎.     

增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用研究

将增强现实技术应用于飞机维修保障,能够有效提高飞机的保障效能。研究了就增强现实技术在飞机维修保障过程中的应用,制定了研究方案,包括使用保障作业引导、智能维修辅助和交互式智能故障诊断引导3个方向的研究。针对研究方案,还开展了路径规划及对象自主识别技术、基于IETM的辅助信息智能化组织和推动技术、三维虚拟动画匹配现实场景的维修作业引导技术,以及多人协同组织技术4个方面的关键技术研究。最后,为了验证技术的可行性,开发了原型系统,对技术进行了初步的验证。     

基于航空结构件制造特征的CAPP系统的检索算法研究

飞机结构件是机体骨架的重要组成部分,其制造工艺复杂,在CAPP系统中进行目标识别还存在较大困难。对常见的飞机结构件进行分类,从机械制造工艺的角度,归纳出六种制造特征,构建基于航空结构件制造特征的CAPP系统;在VC++6.0环境下,设计符合OPITZ标准的基于制造特征的编码系统,完成对目标零件的特征编码;设计用于目标零件与实体库零件之间进行特征识别的分步检索算法,实现目标零件与实体库零件的制造特征相似性对比。以某机型中含44个槽特征的框类零件为例,通过该算法程序进行特征自动识别,自动识别数为40个,自动识别率达到91%。结果表明:该算法可以在CAPP系统中进行识别,是正确且可行的。     

飞机装配几何量质量检测体系构建及关键技术

针对新一代飞机装配过程几何量检测的高精度、高效率和高可靠性需求,分析了飞机装配过程几何量检测特征和具体的检测要求,提出了用于不同测量任务的测量方法,构建了装配几何量质量检测体系。研究了复杂装配现场多源异构整体测量工艺仿真及精度优化、三维点云数据的拟合与对齐和基于整体测量场的多系统协同测量3项关键技术,开发了装配检测质量管理平台,实现了检测数据管理信息化,为后续装配提供数据支撑,同步提升了飞机装配过程质控能力。     

雷达测量时标误差修正模型研究

研究了任务中出现的雷达测量时标误差现象，用数据比对及差分法对该问题进行分析，采用面积及残差方差最优的方法确定时标误差的采样点数，利用提出的方法分析并解决了跟踪雷达测量数据可能出现的时标误差问题，验证了方法的正确性和有效性。     

外测数据对流层折射误差修正及精度分析

针对对流层引起的航天器外测数据折射误差,基于对流层分段模型,以测站历史气象数据拟合折射衰减系数,建立测控站上空对流层折射率模型,并利用实测地面折射率对统计模型进行优化,进一步提高模型反映大气剖面的真实性.利用该模型对S频段多颗在轨卫星50多跟踪圈次的实测外测数据进行修正分析,并与微波辐射计实时修正结果进行比较,测距、测角、测速互差分别优于0.9m、0.02°、0.06 m/s.将该模型应用于卫星长管外测数据的实时修正,可提高轨道测量数据质量.     

阿贝误差实时修正系统

介绍了一种能对机床、坐标测量机等结构的阿贝误差进行实时修正的方法，它能同时测量出导轨的位移、俯仰角、偏转角以及滚转角误差。着重介绍了系统的原理组成和滚转角误差的动态测量方法，给出了系统的可行性验证装置及实验结果，在3．7m的行程内将最大37．0μm的阿贝误差修正到了1．5μm     

工业锅炉正平衡测试中的误差分析及修正

通过对工业锅炉工平衡测试中产生误差的主要环节和主要因素的分析，提出对诸误差的修正方法，以资提高锅炉热平衡测试的精确度。     

极轴式望远镜系统误差修正模型推导

为保证极轴式望远镜轴系测量精度,需要对其系统误差进行修正。在分析极轴式望远镜测角工作原理的基础上,提出了利用欧拉变换方法推导其系统误差修正模型。采用该方法详细推导出望远镜的测角元件误差、极轴误差、纬轴误差、视轴误差等轴系误差模型以及镜筒下沉误差模型,并给出了极轴式望远镜的系统误差修正模型。该误差修正模型与采用球面三角学的方法推导出来的系统误差修正模型完全一致,欧拉变换方法由于只涉及到坐标的旋转与矩阵的计算,更容易理解和掌握。     

Frequency Domain Error Correction for Monopulse Radar Signals

Angle-measurement error of a coherent monopulse radar signalresulting from imbalances between in-phase and quadraturecomponents, as well as between sigma and delta channels, arecorrected in a simple procedure. No correction is needed for I,Qimbalances in the time domain [1]. Instead, a postintegrationcorrection is performed. This reduces the number of calibrationoperations of the monopulse signal by a factor X, 2 ? X ? N (N isthe number of DFT samples), depending on the degree of filtering.It also reduces the number of numerical operations necessary forthe production of the correction term by a factor of three. A firstorderrder estimation is made of the residual error after correction, dueto bias and image sidelobes.     

有序递推滤波修正系统误差方法

本文将推广卡尔曼滤波的原理拓展到对测量元素逐个进行滤波的处理。从理论上证明它可以提高状态向量滤波结果的估值精度，而且它可以减少求逆公式的计算量。本文应用该方法导出了轨道测量数据处理的有序递推自校准系统误差的方法及公式。     

行人导航系统中的MEMS误差在线修正技术

在基于微惯性器件的行人导航系统中,陀螺仪和加速度计的偏移是降低系统定位精度的重要因素。传统的标定方法大多在实验室中进行,后续导航解算都是基于标定后的固定模型,然而MEMS器件长时间工作后,标定模型参数发生变化会导致系统导航性能下降。通过分析行人导航系统及MEMS器件的特点,提出了一种基于误差模型的MEMS器件参数在线修正方法。根据行人行走的特点,检测并区分行走过程中的可修正区间与不修正区间。在可修正区间基于逆向解算算法实现了对陀螺仪和加速度计零偏的在线修正,并提出了主航向反馈修正算法,提高了行人导航系统长时间导航性能。实验结果表明,40m行走实验中,系统定位精度提升了9.07%;300m行走实验中,系统定位精度提升了13.14%。     

飞机燃油油量测量及姿态误差修正方法

提出了一种基于 CAD技术的航空燃油油量实时测量方法。采用三维实体造型技术 ,建立了某飞机机翼油箱模型 ,利用油量传感器的输出值及飞机姿态信息 ,对燃油油量进行实时测量及姿态误差修正。     

空间平台量子密钥纠错处理研究

空地量子通信受诸多因素的影响,量子密钥的原始码存在一定的误码率,需要通过空间平台与和地面之间的双向数据交互对错误的密钥进行纠正。受空间平台硬件设备限制,数据的传输速度、存储空间以及处理能力等均有限,对空间平台量子纠错算法提出了更高的要求。为此给出了一种适合空间平台环境的基于汉明码的Winnow纠错算法,这种纠错处理算法不仅容易实现,而且在空间平台资源受限的情况下可以兼顾运算效率和纠错效率。