【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及光學(xué)檢測設(shè)備校準(zhǔn)，更具體地說，本專利技術(shù)涉及一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理系統(tǒng)及其管理方法。
技術(shù)介紹
1、光學(xué)檢測設(shè)備在工業(yè)、醫(yī)療和科學(xué)研究等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，其核心任務(wù)是通過光學(xué)元件對目標(biāo)物體進(jìn)行精密測量，以獲取高精度的數(shù)據(jù)。然而，光學(xué)檢測設(shè)備的測量精度受多種因素影響，如設(shè)備本身的光學(xué)元件狀態(tài)、環(huán)境條件的變化、設(shè)備的使用壽命等。這些因素會(huì)導(dǎo)致測量誤差的累積，從而影響最終的測量結(jié)果。
2、傳統(tǒng)的單一的校準(zhǔn)方法在復(fù)雜應(yīng)用場景下往往難以兼顧設(shè)備的多種工作狀態(tài)。特別是在工業(yè)自動(dòng)化和智能制造等領(lǐng)域，設(shè)備往往在多變的環(huán)境中運(yùn)行，要求校準(zhǔn)方法對校準(zhǔn)過程的智能化優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)設(shè)備在各種使用條件下的高精度測量，因此，在此提出一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理系統(tǒng)及其管理方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
2、一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，包括以下步驟：
3、步驟一、使用標(biāo)準(zhǔn)測試程序?qū)鈱W(xué)檢測設(shè)備進(jìn)行性能測試，確定當(dāng)前測量誤差是否超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，如果當(dāng)前測量誤差在允許范圍內(nèi)，繼續(xù)使用設(shè)備，如果超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，則通過計(jì)算環(huán)境變化系數(shù)量化環(huán)境對光學(xué)檢測設(shè)備的影響程度，得到環(huán)境變化系數(shù)；
4、步驟二、獲取該光學(xué)檢測設(shè)備的當(dāng)前測量誤差、環(huán)境變化系數(shù)、已校準(zhǔn)次數(shù)，進(jìn)行模糊推理，根據(jù)模糊推理的結(jié)果決定執(zhí)行對應(yīng)的預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)策略；
5、步驟三、基于模糊推理得到的校準(zhǔn)策略對該光學(xué)檢測設(shè)備進(jìn)行校準(zhǔn)；
7、步驟五、循環(huán)進(jìn)行步驟二、步驟三和步驟四，直至該光學(xué)檢測設(shè)備的當(dāng)前測量誤差符合預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
8、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，當(dāng)前測量誤差的獲取邏輯為：
9、按照標(biāo)準(zhǔn)測試程序?qū)鈱W(xué)檢測設(shè)備進(jìn)行性能測量，獲取設(shè)備的實(shí)際輸出測量值，進(jìn)行多次測量并記錄多個(gè)測量值，得到測量時(shí)間序列x：，，…，，n為測量數(shù)據(jù)的總數(shù)量，獲取用于比較的標(biāo)準(zhǔn)參考值，對于每次測量，計(jì)算其與標(biāo)準(zhǔn)參考值之間的偏差，稱為單次測量誤差，；i表示第i次測量；
10、然后根據(jù)所有的單次測量誤差計(jì)算平均測量誤差，以及測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差，當(dāng)前測量誤差指的是平均測量誤差和測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差匯總得到的誤差組合。
11、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，確定當(dāng)前測量誤差是否超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)指的是：
12、預(yù)先為該光學(xué)檢測設(shè)備設(shè)定一個(gè)允許的測量誤差范圍，記作誤差容限，還設(shè)定有另一個(gè)允許的誤差離散閾值，將當(dāng)前測量誤差即誤差組合中的平均測量誤差與誤差容限進(jìn)行比較，將測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差與誤差離散閾值進(jìn)行比較，如果滿足平均測量誤差落入誤差容限內(nèi)且測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差不大于誤差離散閾值，則當(dāng)前測量誤差未超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)；如果不滿足平均測量誤差落入誤差容限內(nèi)且測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差不大于誤差離散閾值，則當(dāng)前測量誤差超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。
13、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，環(huán)境變化系數(shù)的獲取邏輯為：
14、選擇預(yù)設(shè)的多個(gè)環(huán)境參數(shù)，實(shí)時(shí)采集預(yù)設(shè)的多個(gè)環(huán)境參數(shù)分別的變化數(shù)據(jù)，得到預(yù)設(shè)的多個(gè)環(huán)境參數(shù)分別隨時(shí)間變化的曲線，將所有參數(shù)的變化范圍標(biāo)準(zhǔn)化為[0,1]區(qū)間，計(jì)算每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化后的環(huán)境參數(shù)的變化率，設(shè)定固定的時(shí)間采樣間隔δt，則用差分公式近似導(dǎo)數(shù)求取環(huán)境參數(shù)的變化率，公式表示為：
15、；表示時(shí)刻t對應(yīng)的第i個(gè)環(huán)境參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，表示第i個(gè)環(huán)境參數(shù)的變化率，為每個(gè)環(huán)境參數(shù)分配權(quán)重wi且所有權(quán)重wi之和為1，將所有環(huán)境參數(shù)的變化率加權(quán)求和，得到綜合環(huán)境變化系數(shù)，計(jì)算公式為：；n為環(huán)境參數(shù)的數(shù)量，表示測試時(shí)刻t對應(yīng)的環(huán)境變化系數(shù)。
16、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)策略指的是靜態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，以及聯(lián)合校準(zhǔn)三種校準(zhǔn)策略，執(zhí)行時(shí)執(zhí)行模糊推理的結(jié)果對應(yīng)的其中一種。
17、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，模糊推理的邏輯為：獲取該光學(xué)檢測設(shè)備的當(dāng)前測量誤差中的平均測量誤差、測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差、環(huán)境變化系數(shù)、已校準(zhǔn)次數(shù)一同作為輸入變量，將校準(zhǔn)策略的類型作為輸出變量，對輸入變量模糊化處理，將輸入變量的值轉(zhuǎn)換為模糊集合，對輸出變量模糊化處理，將輸出變量轉(zhuǎn)換為模糊集合，制定模糊規(guī)則，描述不同數(shù)據(jù)種類組合下的校準(zhǔn)需求，將模糊化后的輸入變量通過模糊規(guī)則進(jìn)行推理，判斷對該光學(xué)檢測設(shè)備適配的校準(zhǔn)策略的類型。
18、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，靜態(tài)校準(zhǔn)指的是：
19、建立靜態(tài)誤差模型，使用線性模型表示：
20、；為誤差項(xiàng)，a、b均為模型參數(shù)，數(shù)據(jù)對指的是使用待校準(zhǔn)的光學(xué)檢測設(shè)備，測量與參考標(biāo)準(zhǔn)相同的多個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)得到的數(shù)據(jù)對應(yīng)表示為，i表示第i個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)，定義目標(biāo)函數(shù)為殘差平方和，以最小化實(shí)際測量值與模型預(yù)測值之間的差異為目標(biāo)，找到使得殘差平方和最小的最優(yōu)參數(shù)a和b，然后根據(jù)得到的最優(yōu)參數(shù)a和b，調(diào)整光學(xué)檢測設(shè)備的輸出即可。
21、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)指的是：
22、選擇并設(shè)置一個(gè)初始濾波器結(jié)構(gòu)，如均值濾波器或加權(quán)移動(dòng)平均濾波器，初始參數(shù)基于設(shè)備的先驗(yàn)知識設(shè)定，然后定義一個(gè)用于評估濾波器性能的誤差函數(shù)，如均方誤差（mse），該誤差函數(shù)表示濾波器輸出與目標(biāo)值之間的偏差，輸入實(shí)時(shí)測量數(shù)據(jù)，并通過初始濾波器處理，得到濾波后的輸出，接著計(jì)算當(dāng)前濾波器輸出與實(shí)際測量值之間的誤差即誤差函數(shù)的值；
23、使用lms算法調(diào)整濾波器參數(shù)，以最小化誤差函數(shù)，參數(shù)更新公式為：
24、；為濾波器參數(shù)，為學(xué)習(xí)率，為當(dāng)前測量誤差中的平均測量誤差，為輸入信號，調(diào)整后的濾波器逐步適應(yīng)光學(xué)檢測設(shè)備的動(dòng)態(tài)變化，使其輸出更接近實(shí)際測量值，在濾波器參數(shù)逐漸收斂，誤差函數(shù)值趨于穩(wěn)定時(shí)，認(rèn)為校準(zhǔn)完成，光學(xué)檢測設(shè)備在當(dāng)前動(dòng)態(tài)條件下已達(dá)到最佳測量精度。
25、在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，聯(lián)合校準(zhǔn)指的是：
26、在靜態(tài)校準(zhǔn)和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，定義聯(lián)合目標(biāo)函數(shù)，聯(lián)合目標(biāo)函數(shù)表示為：
27、；j表示聯(lián)合目標(biāo)函數(shù)值，、均為預(yù)設(shè)的權(quán)重因子，表示靜態(tài)校準(zhǔn)中目標(biāo)函數(shù)的數(shù)值，表示動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)中誤差函數(shù)的數(shù)值；
28、生成初始參數(shù)種群，種群中的每個(gè)個(gè)體代表一組對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)，一組對應(yīng)的校準(zhǔn)參數(shù)包括靜態(tài)校準(zhǔn)參數(shù)組合動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)參數(shù)組，設(shè)定種群大小n，對于種群中的每個(gè)個(gè)體，計(jì)算其適應(yīng)度值，目標(biāo)是最小化j即找到使靜態(tài)和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)誤差最小的參數(shù)組合，適應(yīng)度函數(shù)f定義為：；c為防止分母為零的非負(fù)常數(shù)，計(jì)算每個(gè)參數(shù)組合的適應(yīng)度f；
29、選擇操作：使用輪盤賭選擇方法篩選子代作為新的父代；
30、交叉操作：隨機(jī)將不同父代染色體中的數(shù)據(jù)進(jìn)行交換；
31、變異操作：隨機(jī)選擇不同子代染色體的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整；
32、迭代與終止條件：迭代直到滿足預(yù)設(shè)終止條件，并且在遺傳算法迭代完成后，選擇適應(yīng)度最高的個(gè)體作為最終的聯(lián)合校準(zhǔn)參數(shù)組合。
33、在一個(gè)本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，當(dāng)前測量誤差的獲取邏輯為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，確定當(dāng)前測量誤差是否超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)指的是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，環(huán)境變化系數(shù)的獲取邏輯為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)策略指的是靜態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，以及聯(lián)合校準(zhǔn)三種校準(zhǔn)策略，執(zhí)行時(shí)執(zhí)行模糊推理的結(jié)果對應(yīng)的其中一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，模糊推理的邏輯為：獲取該光學(xué)檢測設(shè)備的當(dāng)前測量誤差中的平均測量誤差、測量誤差的標(biāo)準(zhǔn)差、環(huán)境變化系數(shù)、已校準(zhǔn)次數(shù)一同作為輸入變量，將校準(zhǔn)策略的類型作為輸出變量，對輸入變量模糊化處理，將輸入變量的值轉(zhuǎn)換為模糊集合，對輸出變量模糊化處理，將輸出變量轉(zhuǎn)換為模糊集合，制定模糊規(guī)則，描述不同數(shù)據(jù)種類組合下的校準(zhǔn)
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，靜態(tài)校準(zhǔn)指的是：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)指的是：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，聯(lián)合校準(zhǔn)指的是：
10.一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理系統(tǒng)，根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，包括：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，當(dāng)前測量誤差的獲取邏輯為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，確定當(dāng)前測量誤差是否超出預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)指的是：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，環(huán)境變化系數(shù)的獲取邏輯為：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，預(yù)設(shè)的校準(zhǔn)策略指的是靜態(tài)校準(zhǔn)、動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，以及聯(lián)合校準(zhǔn)三種校準(zhǔn)策略，執(zhí)行時(shí)執(zhí)行模糊推理的結(jié)果對應(yīng)的其中一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光學(xué)檢測設(shè)備的校準(zhǔn)修復(fù)管理方法，其特征在于，模糊推理的邏輯為：獲取該光學(xué)檢測設(shè)備的當(dāng)前測量誤差中的平均測量誤差、測量...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：傅益權(quán)，吳春諒，劉興志，玉海金，鄧林澤，
申請(專利權(quán))人：深圳市京田精密科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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