测量基准获取方法、装置、存储介质及设备

技术领域

本申请涉及数字化测量技术领域，具体涉及一种测量基准获取方法、装置、存储介质及设备。

背景技术

航空制造业正不断向自动化、数字化、智能化方向发展，先进的数字化测量技术已广泛应用在飞机制造流程的诸多环节之中，发挥着监测、指导工艺过程等重要作用。

在大多数字化测量设备的使用中，需要通过设置在工装或工作空间中的基准点来建立坐标系之间的转换关系，由于测量设备存在一定的测量误差，并且基准点自身点位会受环境变化而产生波动，导致获取的基准点的精度较低，无法满足高精度测量要求。

发明内容

本申请的主要目的在于提供一种测量基准获取方法、装置、存储介质及设备，旨在解决现有技术中基准点的精度较低，无法满足高精度测量要求的问题。

为了上述目的，本申请的实施例采用的技术方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种测量基准获取方法，包括以下步骤：

根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；

剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；

在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。

在第一方面的一种可能实现方式中，在第一目标基准点集合中根据基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点之后，测量基准获取方法还包括：

判断建站基准点的个数是否满足建站需要；若否，则执行：

获得观测点到建站基准点的距离之和；

判断任意两个观测点到建站基准点的距离之和以及其对应的测量容差是否满足相同的大小关系；

根据判断的结果，获得第一建站基准点。

在第一方面的一种可能实现方式中，根据判断的结果，获得第一建站基准点，包括：

根据为是的判断结果，返回根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合的步骤，直至判断建站基准点的个数是否满足建站需要的判断结果为是，获得第一建站基准点。

在第一方面的一种可能实现方式中，根据判断的结果，获得第一建站基准点，包括：

根据为否的判断结果，获得所有相邻观测点组；

根据观测点测量容差由小到大的顺序，依次判断相邻观测点组是否满足两个观测点到建站基准点的距离之和以及其对应的测量容差是否满足相同的大小关系，获得目标相邻观测点组；其中，目标相邻观测点组为判断过程中首先不满足大小关系的相邻观测点组；

根据目标相邻观测点组，获得第一观测点；其中，第一观测点为目标相邻观测点组中测量容差小的观测点；

将可选基准点集合中距离第一观测点最近的基准点添加至目标基准点集合中，并返回剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合的步骤，直至判断建站基准点的个数是否满足建站需要的判断结果为是，获得第一建站基准点。

在第一方面的一种可能实现方式中，根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合之前，测量基准获取方法还包括：

在测量现场设置基准点与观测点，并获得基准点与观测点之间的距离。

在第一方面的一种可能实现方式中，根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合之前，测量基准获取方法还包括：

根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差之差的绝对值，获得测量容差。

在第一方面的一种可能实现方式中，根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合之前，测量基准获取方法还包括：

根据技术要求进行赋值，获得观测点的工艺容差。

第二方面，本申请实施例提供了一种测量基准获取装置，包括：

第一获得模块，第一获得模块用于根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；

剔除模块，剔除模块用于剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；

第二获得模块，第二获得模块用于在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。

第三方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器加载执行时，实现如上述第一方面中任一项提供的测量基准获取方法。

第四方面，本申请实施例提供一种电子设备，包括处理器及存储器，其中，

存储器用于存储计算机程序；

处理器用于加载执行计算机程序，以使电子设备执行如上述第一方面中任一项提供的测量基准获取方法。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请实施例提出的一种测量基准获取方法、装置、存储介质及设备，包括：根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。本申请的方法考虑固有的测量误差以及观测点的工艺容差，并根据二者获得的测量容差的大小，在可选用的基准点中自适应获得与其最靠近的目标基准点作为初步预选的点位，剔除重复的点位后保留唯一值，以匹配建站条件，最后再以添加目标基准点位时的顺序，也即回归观测点的测量容差大小来对应选取目标基准点，并兼顾各个观测点到预选基准点的综合距离，筛选确定最适用的基准点作为建站基准点，降低使用环境对于基准点位的精度影响，进而提升建站测量的精度以满足高精度测量需求。

附图说明

图1为本申请实施例涉及的硬件运行环境的电子设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的测量基准获取方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的测量基准获取装置的功能模块示意图；

图4为测量现场的示意图；

图中标记：101-处理器，102-通信总线，103-网络接口，104-用户接口，105-存储器。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请实施例的主要解决方案是：提出一种测量基准获取方法、装置、存储介质及设备，包括根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。

航空制造业正不断向自动化、数字化、智能化方向发展，先进的数字化测量技术已广泛应用在飞机制造流程的诸多环节之中，发挥着监测、指导工艺过程等重要作用。在众多数字化测量设备中，一些测量设备凭借其较高的测量精度、便捷的操作方式等优势，已然成为航空制造业中先进数字化测量手段的代表，如激光跟踪仪，已经大量应用于飞机大部件装配等领域，随着现代飞机使用需求的不断攀升，飞机制造精度要求日趋严格，这也对跟踪仪的使用提出了全新的挑战。

激光跟踪仪在使用时，需要通过设置在工装或工作空间中的基准点来建立跟踪仪测量坐标系与飞机理论坐标系之间的转换关系。由于基准点自身点位会受环境变化而产生波动，同时跟踪仪也存在一定的测量误差，这使得跟踪仪在建站时不可避免地会引入一定的建站误差，而建站误差会对后续跟踪仪的空间点测量造成额外干扰。长期以来，在选择跟踪仪建站基准点的时候，大多遵循工作空间包络原则，以此来提高跟踪仪的建站可靠性。虽然这种方法在一定程度上能改善测量结果，但其未综合考量产品不同位置处的制造精度要求，难以保证精度要求较高点位的测量要求。目前，飞机大部件装配等环节中，由此造成的飞机关键点位姿态调整困难等状况频发，甚至会出现无法调整合格的问题，因此，亟需一种手段来提升基准点位的精度，对其进行合理、有效的选择，满足高精度测量需求，实现飞机高质量、高效率装配。

为此，本申请提供一种解决方案，通过根据观测点的测量容差由小到大的顺序，依次从可选基准点集合中添加距离观测点最近的基准点到目标基准点集合中；其中，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；兼顾工艺容差与测量误差，自适应容差来选取基准点位，剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，保留唯一值以满足建站条件，获得第一目标基准点集合；在第一目标基准点集合中根据基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点，兼顾各个观测点到预选基准点的综合距离，降低使用环境对于基准点位的精度影响，逐步确定预选点位中最合适的基准点用于建站，进而提升测量的精度。

参照附图1，附图1为本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的电子设备的结构示意图，该电子设备可以包括：处理器101，例如中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，通信总线102、用户接口104，网络接口103，存储器105。其中，通信总线102用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口104可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选用户接口104还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口103可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如无线保真(WIreless-FIdelity，WI-FI)接口)。存储器105可选的可以是独立于前述处理器101的存储装置，存储器105可以是高速的随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)存储器，也可以是稳定的非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器；处理器101可以是通用处理器，包括中央处理器、网络处理器等，还可以是数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本领域技术人员可以理解，附图1中示出的结构并不构成对电子设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

如附图1所示，作为一种存储介质的存储器105中可以包括操作系统、数据存储模块、网络通信模块、用户接口模块以及电子程序。

在附图1所示的电子设备中，网络接口103主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口104主要用于与用户进行数据交互；本申请中的处理器101、存储器105可以设置在电子设备中，电子设备通过处理器101调用存储器105中存储的测量基准获取装置，并执行本申请实施例提供的测量基准获取方法。

参照附图2，基于前述实施例的硬件设备，本申请的实施例提供一种测量基准获取方法，包括以下步骤：

S10：根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得。

在具体实施过程中，为了满足建站需要，会在测量现场设置观测点以及基准点，如附图4所示的测量现场中，白色点位基准点，黑色点为观测点，所有基准点构成可选基准点集合，也即本申请的目的在于从已有的可选基准点中，选出最适宜当前工况的基准点用于建站。工艺容差是根据飞机装配技术确定，把装备和产品零部件的尺寸和形位公差称为工艺容差，制造部门根据产品设计要求和生产条件确定工艺容差，这个过程称为容差分配或容差设计。理论测量误差与跟踪仪的自身性能以及实际布设位置相关，既与设备的固定误差数值相关，还与观测点距离的远近相关。由此综合考虑多方面因素确定观测点的测量容差，并以容差由小到大的顺序，将距离观测点最近的基准点添加到目标基准点集合中，目标基准点为初步筛选出的基准点。

S20：剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合。

在具体实施过程中，由于在获得目标基准点集合时，不同的观测点可能会出现同一个满足条件的目标基准点，而建站不需要引入重复点位，因此本步骤中将重复的基准点提出，保留唯一值，将剔除后的目标基准点的集合作为第一目标基准点集合。

S30：在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。

在具体实施过程中，确定了可以作为当次建站所需的基准点后，根据基准点添加的先后顺序，越先添加的基准点到观测点的距离越近，容差越小，精度越高，并按照建站所需要的基准点个数，按先后顺序获得最终建站所用的基准点，也即建站基准点。

本实施例中，以观测点的工艺容差与测量距离为基础获得测量容差，按照测量容差的大小顺序，依次获得距离最近，测量误差最小的目标基准点，并在保留唯一值、剔除重复的目标基准点后，结合各个观测点到选定基准点的综合距离，按照基准点添加的先后顺序，获得满足建站需要的基准点用于建站，这些基准点的选取充分考虑工艺容差，也即飞机制造技术因素，与理论测量误差，也即设备自身性能与布设位置因素，有效降低了环境干扰，根据观测点的容差自适应的选择目标基准点，使得基准点能够满足高精度测量需要。

在一种实施例中，在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点之后，测量基准获取方法还包括：

判断建站基准点的个数是否满足建站需要；若否，则执行：

获得观测点到建站基准点的距离之和；

判断任意两个观测点到建站基准点的距离之和以及其对应的测量容差是否满足相同的大小关系；

根据判断的结果，获得第一建站基准点。

在具体实施过程中，在获得若干建站基准点后，增加后处理步骤，以便于确定获取的建站基准点是否满足建站所需数量，并对应采取措施，若其满足数量要求，则选用足够数量的基准点即可；若不满足，则获得观测点到所有建站基准点的距离之后，判断任意两个观测点到建站基准点的距离之和以及其对应的测量容差是否满足相同的大小关系，如：有观测点p

根据为是的判断结果，返回根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合的步骤，直至判断建站基准点的个数是否满足建站需要的判断结果为是，获得第一建站基准点。

在具体实施过程中，由于任意两点均满足关系，表明距离与容差的大小顺序保持一致，可以直接返回步骤S10，再次通过本申请的方法来确定建站基准点，直到建站基准点的个数满足建站需要了，则停止循环并获得最终的第一建站基准点。

根据为否的判断结果，获得所有相邻观测点组；

根据观测点测量容差由小到大的顺序，依次判断相邻观测点组是否满足两个观测点到建站基准点的距离之和以及其对应的测量容差是否满足相同的大小关系，获得目标相邻观测点组；其中，目标相邻观测点组为判断过程中首先不满足大小关系的相邻观测点组；

根据目标相邻观测点组，获得第一观测点；其中，第一观测点为目标相邻观测点组中测量容差小的观测点；

将可选基准点集合中距离第一观测点最近的基准点添加至目标基准点集合中，并返回剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合的步骤，直至判断建站基准点的个数是否满足建站需要的判断结果为是，获得第一建站基准点。

在具体实施过程中，由于不是任意两点都满足上述关系，以相邻的两个点为一组，依次再来判断点位是否满足上述关系，并且找出判断中最先不满足上述关系的两个观测点，即为相邻观测点组，再从该点组中获得测量容差较小的观测点，直接将距离该观测点最近的基准点添加到目标基准点集合中，并且返回步骤S20：剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合，直到建站基准点的个数满足建站需要，则停止循环并获得最终的第一建站基准点。

在一种实施例中，根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合之前，测量基准获取方法还包括：

在测量现场设置基准点与观测点，并获得基准点与观测点之间的距离。

在具体实施过程中，由于飞机装配的场所较固定，每次的偏差实际上较多来源于跟踪仪的布设，观测点、基准点都可以沿用同一套标准，为了提升基准点获取的速度，基准点与观测点之间的距离可以提前获取，以便于确定基准点时直接使用。

在一种实施例中，根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合之前，测量基准获取方法还包括：

根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差之差的绝对值，获得测量容差。

在具体实施过程中，由于工艺容差是于技术相关，因此可以提前根据技术要求对其进行赋值，来获得工艺容差；工艺容差的集合可表达为：

δ＝{δ

理论测量误差的结合可表达为e

参照附图4的测量场景，对本申请做具体说明：

根据实际测量现场的布局及跟踪仪、观测点、基准点位置在三维造型软件中建立1：1三维模型。如图4所示，其中白色的点为基准点，存在于使用场景中，黑色的点为观测点，存在于待装配的飞机部件上。基准点集合记为P＝{P

获取观测点到基准点的距离，记观测点到基准点的距离为d

本实施例中的跟踪仪为Leica AT960，其理论测量误差为15um+6um/m，也即部分为固定误差，部分为浮动误差与距离相关，在图4所示跟踪仪站位条件下，观测点的理论测量误差集合表示为：

e

定义集合Γ为可选基准点集合，Θ为目标基准点集合。其中，Γ初始时包含基准点集合P的所有元素，Θ初始为空集。

在可选基准点集合Γ中，按照观测点测量容差由小到大的顺序，依次选择距离该观测点最近的基准点，添加到建站基准点集合Θ。

剔除建站基准点集合Θ中重复添加的基准点，只保留唯一值，得到更新后的建站基准点集合Θ；可选基准点集合Γ中剔除被添加到Θ的基准点，得到更新后的可选基准点集合Γ。

按基准点添加到集合Θ的先后顺序保留前N个基准点，退出循环；若集合Θ中基准点的数量少于N个(N为要求的建站基准点数量)则保留集合Θ中的基准点，本实施例中，N为10。

计算观测点p

判断对于任意两个观测点p

若满足前述大小关系，返回添加基准点的步骤重新循环执行；否则，按观测点测量容差由小到大的顺序，依次判断相邻两个观测点是否满足前述大小关系，找出最先不满足的观测点对，并在找到的点对中测量容差φ较小的观测点为p，将可选基准点集合Γ中距离观测点p最近的基准点添加到建站基准点集合Θ中，返回前述的重复点剔除步骤开始循环执行。

最终便捷高效地获得精度高，适应性强的基准点用于高精度测量的建站。

参照附图3，基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请实施例还提供一种测量基准获取装置，包括：

第一获得模块，第一获得模块用于根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；

剔除模块，剔除模块用于剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；

第二获得模块，第二获得模块用于在第一目标基准点集合中根据基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。

本领域技术人员应当理解，实施例中的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际应用时可以全部或部分集成到一个或多个实际载体上，且这些模块可以全部以软件通过处理单元调用的形式实现，也可以全部以硬件的形式实现，或是以软件、硬件结合的形式实现，需要说明的是，本实施例中测量基准获取装置中各模块是与前述实施例中的测量基准获取方法中的各步骤一一对应，因此，本实施例的具体实施方式可参照前述测量基准获取方法的实施方式，这里不再赘述。

基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请的实施例还提供一种计算机可读存储介质，储存有计算机程序，计算机程序被处理器加载执行时，实现如本申请实施例提供的测量基准获取方法。

此外，基于与前述实施例中同样的发明构思，本申请的实施例还提供一种电子设备，至少包括有处理器及存储器，其中，

存储器用于存储计算机程序；

处理器用于加载执行计算机程序，以使电子设备执行如本申请实施例提供的测量基准获取方法。

在一些实施例中，计算机可读存储介质可以是FRAM、ROM、PROM、EPROM、EEPROM、闪存、磁表面存储器、光盘、或CD-ROM等存储器；也可以是包括上述存储器之一或任意组合的各种设备。计算机可以是包括智能终端和服务器在内的各种计算设备。

在一些实施例中，可执行指令可以采用程序、软件、软件模块、脚本或代码的形式，按任意形式的编程语言(包括编译或解释语言，或者声明性或过程性语言)来编写，并且其可按任意形式部署，包括被部署为独立的程序或者被部署为模块、组件、子例程或者适合在计算环境中使用的其它单元。

作为示例，可执行指令可以但不一定对应于文件系统中的文件，可以可被存储在保存其它程序或数据的文件的一部分，例如，存储在超文本标记语言(HTML，Hyper TextMarkup Language)文档中的一个或多个脚本中，存储在专用于所讨论的程序的单个文件中，或者，存储在多个协同文件(例如，存储一个或多个模块、子程序或代码部分的文件)中。

作为示例，可执行指令可被部署为在一个计算设备上执行，或者在位于一个地点的多个计算设备上执行，又或者，在分布在多个地点且通过通信网络互连的多个计算设备上执行。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本申请实施例顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器/随机存取存储器、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台多媒体终端设备(可以是手机，计算机，电视接收机，或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法。

综上，本申请提供的一种测量基准获取方法、装置、存储介质及设备，通过根据若干观测点的预设观测点顺序，依次从可选基准点集合中确定距离各观测点最近的若干目标基准点，以获得包括若干基准点的目标基准点集合；其中，预设观测点顺序为按照若干观测点的测量容差由小到大的顺序，测量容差根据观测点的工艺容差与观测点的理论测量误差获得；剔除目标基准点集合中重复的目标基准点，获得第一目标基准点集合；在第一目标基准点集合中根据目标基准点添加的先后顺序，获得若干建站基准点。本申请通过以观测点的工艺容差与测量距离为基础获得测量容差，按照测量容差的大小顺序，依次获得距离最近，测量误差最小的基准点，并在保留唯一值、剔除重复的目标基准点后，结合各个观测点到选定基准点的综合距离，按照基准点添加的先后顺序，获得满足建站需要的建站基准点，这些基准点的选取充分考虑工艺容差，也即飞机制造技术因素，与理论测量误差，也即设备自身性能与布设位置因素，有效降低了环境干扰，根据观测点的容差自适应的选择目标基准点，使得基准点能够满足高精度测量需要。

以上所述仅为本申请的较佳实施例，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。