【技术实现步骤摘要】
一种手持式空间物体表面坐标测量仪及测量方法
本专利技术涉及坐标测量领域,具体涉及一种手持式空间物体表面坐标测量仪及测量方法。
技术介绍
对物体表面点的坐标进行准确测量是进行进一步生产加工的基础。目前常用的测量空间中点的坐标的设备主要有红外相机阵列测量装置、激光跟踪仪、关节臂测量机和正交坐标系三坐标测量机。其中,红外相机阵列与激光跟踪仪进行坐标测量之前均需要在待测量物体表面固定标志点,红外相机阵列需要在被测量物体表面贴标志点,激光跟踪仪需要在被测量物体表面固定反射器,并且要求在被测量物体与检测装置之间不能有任何障碍物遮挡,否则将无法进行测量。关节臂测量机和正交坐标系测量机体积较大,在进行坐标测量前需要固定在特定位置,不便于移动,而且操作较为复杂。综上所述,现有技术中对于物体表面点的坐标进行准确测量问题,尚缺乏有效的解决方案。
技术实现思路
为了克服上述现有空间坐标测量装置存在的对测量环境要求严格、移动性差以及操作复杂不足,本专利技术提供了一种手持式空间物体表面坐标测量仪及测量方法,利用手持式坐标测量仪可以连续测量空间物体表面坐标,操作简单,可以适应复杂的工作环境,在一定程度上提高了工作效率。本专利技术所采用的技术方案是:一种空间物体表面坐标测量方法,包括以下步骤:步骤1:在空间物体表面上设定一起始点P0,将安装有坐标测量单元的手持式空间物体坐标测量仪放置在起始点P0处,基于起始点P0空间位置坐标,计算坐标测量单元S1在P0点测得的姿态角和空间位置坐标;步骤2:将手持式空间坐标测量仪从起始点P0移动到一测量点Pi,计算坐标测量单元在x,y,z三个方向上的位移变化量 ...
【技术保护点】
一种空间物体表面坐标测量方法,其特征是,包括以下步骤:步骤1:在空间物体表面上设定一起始点P0,将安装有坐标测量单元的手持式空间物体坐标测量仪放置在起始点P0处,基于起始点P0空间位置坐标,计算坐标测量单元S1在P0点测得的姿态角和空间位置坐标;步骤2:将手持式空间坐标测量仪从起始点P0移动到一测量点Pi,计算坐标测量单元在x,y,z三个方向上的位移变化量以及坐标测量单元在Pi点的空间位置坐标和测得的姿态角;步骤3:基于坐标测量单元在Pi点的空间位置坐标和姿态角,计算物体表面上测量点Pi点的空间位置坐标;步骤4:重复步骤2‑3,得到物体表面上各测量点的空间位置坐标,根据各测量点的空间位置坐标进行物体生产加工。
【技术特征摘要】
1.一种空间物体表面坐标测量方法,其特征是,包括以下步骤:步骤1:在空间物体表面上设定一起始点P0,将安装有坐标测量单元的手持式空间物体坐标测量仪放置在起始点P0处,基于起始点P0空间位置坐标,计算坐标测量单元S1在P0点测得的姿态角和空间位置坐标;步骤2:将手持式空间坐标测量仪从起始点P0移动到一测量点Pi,计算坐标测量单元在x,y,z三个方向上的位移变化量以及坐标测量单元在Pi点的空间位置坐标和测得的姿态角;步骤3:基于坐标测量单元在Pi点的空间位置坐标和姿态角,计算物体表面上测量点Pi点的空间位置坐标;步骤4:重复步骤2-3,得到物体表面上各测量点的空间位置坐标,根据各测量点的空间位置坐标进行物体生产加工。2.根据权利要求1所述的空间物体表面坐标测量方法,其特征是,所述将手持式空间物体坐标测量仪放置在起始点P0处,基于起始点P0空间位置坐标,计算坐标测量单元在P0点测得的姿态角和空间位置坐标,包括:将手持式空间物体坐标测量仪放在起始点P0处,采用卡尔曼滤波算法将坐标测量单元输出的测量数据进行融合,得到坐标测量单元在P0点的姿态角基于起始点P0的空间位置坐标(x0,y0,z0)和坐标测量单元在P0点的姿态角计算手持式空间物体坐标测量仪位于P0时,坐标测量单元在P0点的空间位置坐标(x1,y1,z1)。3.根据权利要求2所述的空间物体表面坐标测量方法,其特征是,所述将手持式空间物体坐标测量仪放在起始点P0处,采用卡尔曼滤波算法将坐标测量单元输出的测量数据进行融合,得到坐标测量单元在P0点的姿态角,包括:手持式空间物体表面坐标测量仪位于物体表面起始点P0处时,根据坐标测量单元S1中的三轴陀螺仪传感器的测量数据计算第一姿态角,并将该第一姿态角作为预测值;根据坐标测量单元S1中的三轴加速度传感器和三轴磁力传感器的测量数据计算第二姿态角,并将该第二姿态角作为观测值,采用卡尔曼滤波算法进行数据融合,得到最终的坐标测量单元S1的姿态角。4.根据权利要求1所述的空间物体表面坐标测量方法,其特征是,所述坐标测量单元在P0点的空间位置坐标(x1,y1,z1)的计算公式为:x1=x0+d1cosθ,z1=z0+d1cosγ其中,(x1,y1,z1)为坐标测量单元在P0点的空间位置坐标;(x0,y0,z0)为起始点P0的空间位置坐标;d1为坐标测量单元S1距离手持式空间物体坐标测量仪末端的距离;为坐标测量单元在P0点测得的姿态角。5.根据权利要求1所述的空间物体表面坐标测量方法,其特征是,所述将手持式空间坐标测量仪从起始点P0移动到一测量点Pi,计算坐标测量单元在x,y,z三个方向上的位移变化量以及坐标测量单元在Pi点的空间位置坐标和测得的姿态角,包括:将手持式空间坐标测量仪沿着空间物体表面从起始点P0移动至一测量点Pi,采用位移变化计算公式计算手持式空间坐标测量仪从起始点P0移动至测量点Pi的过程中,坐标测...
【专利技术属性】
技术研发人员:田新诚,徐小龙,周乐来,
申请(专利权)人:山东大学,
类型:发明
国别省市:山东,37
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