(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111534896.8 (22)申请日 2021.12.15 (71)申请人 西南交通大 学 地址 610031 四川省成 都市金牛区二环路 北一段111号 申请人 成都天佑创软 科技有限公司 (72)发明人 丁国富　江磊　周永兵　张剑　 马术文　丁国华　 (74)专利代理 机构 成都信博专利代理有限责任 公司 5120 0 代理人 舒启龙 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 17/11(2006.01)G06F 111/04(2020.01) G06F 111/20(2020.01) (54)发明名称 针对接触式R-test性能指标需求的硬件参 数优化配 置方法 (57)摘要 本发明公开了一种针对接触式R ‑test性能 指标需求的硬件参数优化配置方法， 具体为： 首 先分别定义硬件几何参数和精度参数并建立测 量空间关于硬件几何参数之间的约束模型、 测量 精度关于硬件精度的约束模型； 然后基于测量空 间和硬件几何参数的约束模型利用穷举法来实 现针对指定测量空间要求的硬件几何参数优化 配置； 再基于测量精度和硬件精度参数的约束模 型利用变参数法来实现针对指定测量精度要求 的硬件精度参数优化配置。 本发明基于接触式R ‑ test测量原理， 完成指定要 求下的测量仪器硬件 配置， 从而达到对测量仪定制化设计的目的， 在 各类接触式R‑test上都泛用。 权利要求书3页 说明书9页 附图6页 CN 114218705 A 2022.03.22 CN 114218705 A 1.一种针对接触式R ‑test性能指标需求的硬件参数优化配置方法， 其特征在于， 包括 以下步骤： 步骤1： 定义接触式R ‑test硬件几何参数并根据测量原理和结构特点建立测量空间关 于硬件几何参数的约束模型； 步骤2： 基于测量空间约束模型利用穷举法来实现对指定测量要求的硬件几何参数优 化配置； 步骤3： 定义硬件精度参数并建立测量精度和硬件精度参数之间的约束模型； 步骤4： 基于测量精度模型利用变参数方法来计算测量精度和硬件精度参数之间的影 响规律， 从而实现指定测量精度下的硬件精度参数配置 。 2.根据权利要求1所述的一种针对接触 式R‑test性能指标需求的硬件参数优化配置方 法， 其特征在于， 所述 步骤1具体为： 定义采用平头接触式位移传感器的R ‑test硬件几何参数包括传感器量程l0、 传感器探 测平面半径 ri和测量球半径R； 在 传感器安装角度固定的情况 下， 得到如下几何关系： 其中， P(x,y,z)是测量球球心坐标； Si_1,i＝1,2,3是传感器位置坐标； Vi是传感器底端 平面的法向量； di是测量球 球心到传感器底端平面的距离； 根据该几何关系即可得到测量球心在每一个传感器量程范围内的运动约束方程， 分别 为： 权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114218705 A 2其中， α是传感器轴线与水平面之间的夹角， 默认为固定值35.3 °， λ是传感器位置与测 量坐标系Z轴之间的距离 。 3.根据权利要求2所述的一种针对接触 式R‑test性能指标需求的硬件参数优化配置方 法， 其特征在于， 所述 步骤2具体为： S21： 定义要求测量空间范围为[xmin,xmax]*[ymin,ymax]*[zmin,zmax]， 设定三个传感器取 相同型号， 传感器预设量程范围为[lmin,lmax]， 传感器探测平面半径预设范围为[rmin,rmax]， 测量球半径预设范围为[Rmin,Rmax]； S22： 将要求的测量空间以单位长度e均匀切分为若干个空间点坐标Pδ(xδ,yδ,zδ), δ＝1, 2,…,(xmax‑xmin+1)*(ymax‑ymin+1)*(zmax‑zmin+1)； S23： 分别以步长le0将传感器量程预设范围均匀切分为序列li_0,i＝1,2, …,(lmax‑ lmin)/le0+1， 以步长r0将传感器探测平面半径预设范围均匀切分为序列rj,j＝1,2, …, (rmax‑rmin)/r0+1， 以步长R0将测量球半径预设范围均匀切分为序列Rk,k＝1,2, …,(Rmax‑ Rmin)/R0+1； S24： 随机选取li_0、 rj、 Rk组成硬件几何参数组合， 并将该组合带入步骤1中的三个约束 模型得到新的约束方程组； S25： 将步骤S2 2生成的空间点 坐标Pδ依次带入步骤S24中得到的新的方程组； S26： 判断是否所有的点坐标Pδ均满足约束方程， 若均满足则将该硬件几何参数组合保 存输出， 若不满足则重复步骤S24～S25； S27： 判断是否所有硬件几何参数组合全部参与计算， 若已经全部筛选完成， 则输出所 有满足条件的硬件参数组合， 否则重复上述S24～S26； S28： 得到针对该 特定测量要求下的优化配置结果。 4.根据权利要求3所述的一种针对接触 式R‑test性能指标需求的硬件参数优化配置方 法， 其特征在于， 所述步骤3中定义接触式R ‑test硬件精度参数并建立测量精度(Δx,Δy, Δz)与硬件参数之间的约束模型 具体为： 定义接触式R ‑test硬件精度参数包括传感器示数精度ΔL和测量球半径精度ΔR； 根据 仪器结构特点， 得到几何关系： 其中： Si_0(xi_0,yi_0,zi_0),i＝1,2,3是传感器探测平面中心点； Si_1(xi_1,yi_1,zi_1)是传 感器位置坐标点； O'M是测量坐标系原点OM在基准平面S1_1S2_1S3_1内的垂直投影点； 则根据该几何关系建立测量精度和硬件精度参数之间的约束模型：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114218705 A 3