三坐标测量DirectDMIS软件

成果基本信息
关键词：	问题;程序;几何;三坐标测量
成果类别：		技术成熟度：
体现形式（基础理论类）：		体现形式（应用技术类）：	无
成果登记号：	9312018Y1260	资源采集日期：	2019-03-15

研究情况
单位名称：	上海第二工业大学	技术水平：
评价证书号：	PTB-5.3-2013-049	评价单位：	Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
评价日期：	2013.10.31	评价证书号：	PTB-5.3-2013-049

转化情况
转让范围：		推广形式：	无
已转让企业数（个）：	0

联系方式
联系人（平台）：	玉女士	联系人（平台）电话：	0771-5885053
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成果简介
精密几何检测技术是提高机械产品及装备质量的重要手段。近年来，随着我国机械制造业的迅速发展，工厂开始大量采用数控机床等设备，企业对零部件的制造精度提出了越来越高要求。　　在测量软件关键技术方面，本成果提出了基于组件复用的软件平台技术、以及改进最小二乘的高精度几何拟合算法等，解决了异构系统（C#与C++代码）间的数据安全高效通信问题，实现了精密几何测量软件系统开发的方法创新。主要表现在：　　（1）基于组件复用的软件平台技术　　建立可扩展软件平台、实现重要模块重用，首先要解决不同程序模块开发语言不同的问题，即不同程序间的可靠数据传输与通信问题。CMM软件的底层算法大多采用C++，而测量软件GUI等其他模块大多采用C#。我们通过应用.Net平台调用服务和CLR（Common Language Running Lib）以及COM（Component Object Model）互操作性等技术，将三维模型显示管理、曲线曲面显示管理、尺寸管理、测量点的显示管理、零件坐标系PCS管理等功能封装，有效了解决托管程序（运行在CLR下的程序）与非托管程序（运行在 CLR之外的程序，例如COM、COM+、Win32 API等）的数据通讯问题，实现“即插即用”方式的核心模块程序重用。　　（2）基于改进G-N法的最小二乘高精度几何拟合算法　　在几何测量中，点、线、圆、球、圆柱、圆锥、NURBS曲线曲面等对象的拟合均属非线性最小二乘问题。传统的方法是通过引入Hessian矩阵，将转化为二次模型和雅可比矩阵，获得Gauss-Newton（G-N法）迭代求解公式；由于Hessian矩阵中二阶部分的阶数问题，该方法会导致计算近似程度不好、收敛性差，以及计算开销过大、时间过长等问题。我们利用非线性二乘问题的结构特点和拟牛顿法，提出了基于改进搜索步长因子的Levenberg-Marquardt（修正G-N）方法，保证了几何拟合计算的精度，有效控制运算开销和收敛速度。我们据此研制的DIRECT-DMIS测量软件通过了国际权威德国联邦技术物理研究所PTB的认证，软件计算精度达到国际CMM几何计算最高精度（一级）。　　该方法为四轴航空发动机零件（叶片、喷嘴）的复合测量系统、直线导轨磨削装备在线测量系统、以及通用三坐标精密测量系统（Coordinate Measurement Machine， CMM ）的研制提供了所需的几何测量软件平台。

成果名称：	三坐标测量DirectDMIS软件	关键词：	问题;程序;几何;三坐标测量
成果类别：		一级分类名称：	机械制造
二级分类名称：	制造业信息化	三级分类名称：	信息技术
研究起止时间：	2007.09 至2009.05	成果体现形式（应用技术类）：	无
成果属性：		成果体现形式（基础理论类）：
技术成熟度：		技术水平：
研究形式：		学科分类1：
单位名称：	上海第二工业大学	学科分类2：	520.60
中图分类号1：		所属高新技术类别：
中图分类号2：	TP319	课题来源：
应用行业：		课题立项名称：
国家科技计划子类别：		课题立项编号：
经费实际投入额（万元）：	200.00	评价单位：	Physikalisch-Technischen Bundesanstalt
评价形式：	无	应用状态：	无
评价日期：	2013.10.31	转让范围：
评价证书号：	PTB-5.3-2013-049	推荐单位：	上海第二工业大学
推广形式：	无	成果登记号：	9312018Y1260
成果简介：	精密几何检测技术是提高机械产品及装备质量的重要手段。近年来，随着我国机械制造业的迅速发展，工厂开始大量采用数控机床等设备，企业对零部件的制造精度提出了越来越高要求。　　在测量软件关键技术方面，本成果提出了基于组件复用的软件平台技术、以及改进最小二乘的高精度几何拟合算法等，解决了异构系统（C#与C++代码）间的数据安全高效通信问题，实现了精密几何测量软件系统开发的方法创新。主要表现在：　　（1）基于组件复用的软件平台技术　　建立可扩展软件平台、实现重要模块重用，首先要解决不同程序模块开发语言不同的问题，即不同程序间的可靠数据传输与通信问题。CMM软件的底层算法大多采用C++，而测量软件GUI等其他模块大多采用C#。我们通过应用.Net平台调用服务和CLR（Common Language Running Lib）以及COM（Component Object Model）互操作性等技术，将三维模型显示管理、曲线曲面显示管理、尺寸管理、测量点的显示管理、零件坐标系PCS管理等功能封装，有效了解决托管程序（运行在CLR下的程序）与非托管程序（运行在 CLR之外的程序，例如COM、COM+、Win32 API等）的数据通讯问题，实现“即插即用”方式的核心模块程序重用。　　（2）基于改进G-N法的最小二乘高精度几何拟合算法　　在几何测量中，点、线、圆、球、圆柱、圆锥、NURBS曲线曲面等对象的拟合均属非线性最小二乘问题。传统的方法是通过引入Hessian矩阵，将转化为二次模型和雅可比矩阵，获得Gauss-Newton（G-N法）迭代求解公式；由于Hessian矩阵中二阶部分的阶数问题，该方法会导致计算近似程度不好、收敛性差，以及计算开销过大、时间过长等问题。我们利用非线性二乘问题的结构特点和拟牛顿法，提出了基于改进搜索步长因子的Levenberg-Marquardt（修正G-N）方法，保证了几何拟合计算的精度，有效控制运算开销和收敛速度。我们据此研制的DIRECT-DMIS测量软件通过了国际权威德国联邦技术物理研究所PTB的认证，软件计算精度达到国际CMM几何计算最高精度（一级）。　　该方法为四轴航空发动机零件（叶片、喷嘴）的复合测量系统、直线导轨磨削装备在线测量系统、以及通用三坐标精密测量系统（Coordinate Measurement Machine， CMM ）的研制提供了所需的几何测量软件平台。
联系人：	李欣	成果登记日期：	2018-09-05
联系人email：	xgwang@sspu.edu.cn	单位代码：	93100069
邮政编码222：	201209	联系人电话：	021-50217734
单位传真：	021-50217734	单位通讯地址：	上海市浦东区金海路2360号
单位所在省市：		单位电话：	021-50217410;50214975
转让收入（万元）：	0	单位属性：
合作完成单位：		已转让企业数（个）：	0
成果发布年份：	2018	知识产权形式：
成果完成人：	白跃伟;魏双羽;刘凯;王小刚	资源采集日期：	2019-03-15

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