[发明专利]一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法

说明书

本发明公开的一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法，属于计量软件算法评定领域。本发明基于典型标准曲面的几何特征量标准方程进行点集采样，对采样获得的若干离散点集添加符合正态分布的随机扰动，获得一系列标准输入数据，同时考虑点集受空间分布位置及姿态的影响，将点集进行旋转和平移，得到系列标准输入数据集；针对标准数据集建立参数化特征模型并求解相关参数，利用最小二乘拟合算法使得偏移误差的平方和最小，计算出被测对象的形状误差；并与待评定算法得到的曲面参数进行比较，得到评定结果，进行算法输出修正。本发明涵盖参数全、可靠性高，解耦设备硬件等因素对软件评价结果的影响，可实现标准曲面几何量参数评价算法的溯源。

技术领域

本发明涉及一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法，属于计量领域。

背景技术

在传统的几何量计量领域，研究对象往往侧重关注测量设备的计量特性综合评价，如依照ISO10360、JJF1064等相关标准对三坐标测量机测量结果的评定。随着数字化、智能化测量技术的发展，越来越多的测量结果直接依赖测量系统配套的测量软件，因此软件中的评价算法在测量中扮演的作用日益凸显。在诸多计量领域，计量评价结果依赖测量之后的软件计算，当此类软件用于提供最终的测量结果时，需要对其量值的准确性进行溯源，但传统针对测量设备为研究对象的计量评定是对设备计量特性符合性的一种综合评价，评价结果不仅包括了软件算法差异性，还耦合了设备硬件、环境等因素的影响，并不能单独反映软件算法对测量结果的准确性影响。目前一些高水平计量技术机构在测量系统配套软件算法的验证、比对、评定等方面都在进行相关研究，但并不全面，也未统一评定对象和评定方法，同时国内也缺少这部分内容的研究。

目前，国外高水平的计量技术机构，针对测量软件中诸如直线、平面、圆、圆柱、圆锥、球面等基本几何元素的高斯拟合算法、切比雪夫拟合算法的测试比对验证进行了研究，并且开发了成熟的在线验证软件并提供商业服务，但在涉及测试数据集的定义、生成准则、随机扰动的添加以及测试数据集的定值等核心问题上，却鲜有公开发表的专利发明和相关研究。

ISO标准和我国的国家标准中对诸如球度、锥度及圆柱度等几何参量都给出了明确的定义，但并没有给出符合定义的统一标准评价算法，这直接导致了采用不同的评价算法得出的评价结果之间存在发散性大、量值不统一的问题，严重影响了几何参量评定中的准确性和一致性，这已在多次国际测量比对中得到证实。

发明内容

针对现有技术缺少针对测量系统配套软件评价算法的评定问题，本发明公开一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法，目的是解耦设备硬件等因素对软件评价结果的影响，通过修正被评价算法的输出结果，提高测量系统的精度。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明公开的一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法，对具有标准解析方程的典型标准曲面进行点集采样，对离散点集加入扰动，构造出系列标准输入数据集；针对系列标准输入数据集，构建标准评价方法；通过标准评价方法得到的形状误差、标准偏差及拟合的特征参数值，作为评价其他算法的评定标准；被评价算法的输出结果与评定标准间的偏差作为被评价算法的修正参考，以提高测量系统的精度。

本发明公开的一种标准曲面特征参数评价算法的评定方法，包括以下步骤：

步骤1：对平面、圆面、球面、圆柱面、圆锥面几类典型标准曲面的标准解析方程进行点集采样，获得满足标准方程的若干离散点集；

步骤2：在步骤1获得的点集基础上添加符合正态分布的随机扰动，获得标准输入数据；

步骤3：考虑几何体在空间的分布位置、姿态对获得点集的影响，将步骤2的标准输入数据进行旋转和平移，得到系列标准输入数据集，为软件算法评定统一评定对象；

步骤4：构建标准评价方法；

对步骤3获得的系列标准输入数据集，依据模拟元素不同的特征化参数，通过拟合算法构建相应的几何模型，使得偏移误差的平方和最小。