一種微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，包括外形數(shù)據(jù)采集探針組、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；外形數(shù)據(jù)采集探針組由一排帶壓力傳感器的可伸縮探針組成，捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由微型慣性測(cè)量單元和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)組成，測(cè)量時(shí)先對(duì)準(zhǔn)，后測(cè)量實(shí)體的一個(gè)表面，再對(duì)準(zhǔn)，再測(cè)量，直至結(jié)束，由處理軟件計(jì)算出實(shí)體外形。本發(fā)明運(yùn)動(dòng)自由，能以方便的姿態(tài)測(cè)量實(shí)體內(nèi)部和外部外形；體積小，操作方便；成本低，便于推廣應(yīng)用。本發(fā)明適用于機(jī)械、建筑、航空、航天、軍工、汽車、工業(yè)制造等行業(yè)中三維復(fù)雜實(shí)體尺寸、外形和相互位置的準(zhǔn)確測(cè)量，尤其適用于各種實(shí)體的逆向工程。

1.一種微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，其特征在于，包括外形數(shù)據(jù)采集探針組、捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器；其中外形數(shù)據(jù)采集探針組由一排帶壓力傳感器的可伸縮探針組成；捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)由微型慣性測(cè)量單元和導(dǎo)航計(jì)算機(jī)組成；微型慣性測(cè)量單元由三個(gè)微陀螺儀和三個(gè)微加速度計(jì)組成；導(dǎo)航計(jì)算機(jī)由A/D轉(zhuǎn)換和處理器組成，具體的測(cè)量過(guò)程為：(1)啟動(dòng)本測(cè)量裝置并在插槽上進(jìn)行初始對(duì)準(zhǔn)，即將第一個(gè)定位探頭對(duì)準(zhǔn)在P_fo點(diǎn)，將第二個(gè)定位探頭對(duì)準(zhǔn)在P_eo點(diǎn)，使裝置位置固定，標(biāo)定微陀螺儀零偏；(2)移動(dòng)本測(cè)量裝置，使其探針組滑過(guò)被測(cè)量實(shí)體表面，采集每個(gè)探針壓力傳感器敏感各個(gè)表征探針伸縮的位置數(shù)據(jù)和微慣性測(cè)量單元內(nèi)微陀螺儀敏感本測(cè)量裝置的三個(gè)軸向轉(zhuǎn)動(dòng)角速度數(shù)據(jù)以及微加速度計(jì)敏感本測(cè)量裝置的三個(gè)軸向加速度數(shù)據(jù)；(3)測(cè)量完實(shí)體的一個(gè)表面后，將本測(cè)量裝置移回起始位置，即將第一個(gè)定位探頭重新置于P_fo，將第二個(gè)定位探頭重新置于P_eo；將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器內(nèi)的數(shù)據(jù)傳到PC機(jī)，再使系統(tǒng)裝置初始化，然后移動(dòng)本測(cè)量裝置至實(shí)體的下一個(gè)測(cè)量表面；(4)重復(fù)上述過(guò)程，完成實(shí)體全部表面的數(shù)據(jù)采集和測(cè)量；所述采集和測(cè)量的實(shí)體全部表面的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的過(guò)程如下：(4.1)根據(jù)已知的各個(gè)探針空間排列的相對(duì)位置以及采集的每個(gè)探針伸縮的位置數(shù)據(jù)，計(jì)算出測(cè)量開始時(shí)t₀時(shí)刻各個(gè)探針頂點(diǎn)在裝置的儀器坐標(biāo)系上的位置矢量(x_b?y_b?z_b)′；(4.2)根據(jù)t₀時(shí)刻微陀螺輸出的角速度信息和微加速度計(jì)輸出的加速度信息，計(jì)算出裝置在插槽的導(dǎo)航坐標(biāo)系上的位置矢量(x_n?y_n?z_n)′和儀器坐標(biāo)系到導(dǎo)航坐標(biāo)系的姿態(tài)變換矩陣(4.3)根據(jù)(x_n?y_n?z_n)′和及步驟4.1)求得的(x_b?y_b?z_b)′，求出t₀時(shí)刻各個(gè)探針頂點(diǎn)在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的位置矢量(x_t?y_t?z_t)′；(4.4)從測(cè)量開始的t₀時(shí)刻直至測(cè)量結(jié)束的t_n時(shí)刻，對(duì)每個(gè)時(shí)刻測(cè)量的數(shù)據(jù)都按步驟(4.1)～步驟(4.3)中的方法處理即可求出實(shí)體表面所有采樣點(diǎn)在導(dǎo)航坐標(biāo)系中的位置矢量；(4.5)在PC機(jī)上先過(guò)濾出探針未接觸實(shí)體表面時(shí)采集的探針沒有伸縮變化的數(shù)據(jù)，然后采用造型軟件完成曲面的重構(gòu)造型，最終形成多面體實(shí)體表面模型。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，其特征在于：所述的微陀螺儀選用光纖陀螺儀，還可以選擇撓性陀螺儀。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，其特征在于：所述的捷聯(lián)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)，可以由平臺(tái)式慣性導(dǎo)航系統(tǒng)代替。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，其特征在于：所述裝置的攜帶方式可以設(shè)計(jì)成手拿式，也可以根據(jù)選用器件的體積設(shè)計(jì)成肩扛式。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微慣導(dǎo)測(cè)量實(shí)體外形的裝置，其特征在于：所述插槽為一長(zhǎng)方體，其上存在P_fo和P_eo兩個(gè)通孔，P_fo和P_eo間的距離等于裝置上兩個(gè)定位探頭間的距離，裝置的兩個(gè)定位探頭可以插在P_fo和P_eo內(nèi)使裝置位置固定。