The method for calibrating the external parameters of displacement sensor using space transformation technology belongs to the field of displacement measurement, and relates to a method for calibrating the external parameters of displacement sensor using space transformation technology. In this method, an experimental system for calibrating the external parameters of displacement sensor is built, and the measurement model of displacement sensor is created. The plane equation of the measurement plane after spatial transformation is solved. The universal platform is used to drive the measurement plane to carry out multiple spatial transformations, and the constrained equations are established by the parameters of spatial transformation obtained under each transformation and the measured values of displacement sensors. The measuring origin and vector of displacement sensor are calculated by iteration method, and the external parameters of displacement sensor are calibrated. This method reduces the systematic errors in the calibration process, improves the calibration accuracy of displacement sensor measurement origin and measurement vector, and solves the problem of inaccurate displacement measurement caused by the error of calibration method. The method is simple, easy to operate and has universal applicability.
【技术实现步骤摘要】
采用空间变换技术的位移传感器外部参数标定方法
本专利技术属于位移测量
,涉及一种采用空间变换技术的位移传感器外部参数标定方法。
技术介绍
随着科技的高速发展,生产测量领域对于测量精度及测量速度的要求越来越高。在飞机装配领域,装配过程中对各工装零件的空间位置测量及微位移的高精度测量有着非常重要的作用,是保障飞机装配质量的重要因素,同时飞机工装零件的复杂多样性使得测量难度成倍增加。传统的接触式测量已经无法满足当前需求,而非接触式测量具有精确性高和速度快的特点,逐渐成为测量领域的发展焦点。在机器人领域,非接触式测量也得到了广泛的应用,在研究对环境具有感知能力的智能机器人成为当前主流趋势的情况下,通常会将激光位移传感器、激光扫描仪、照相机等非接触式测量设备安装于机器人末端执行器上。而用于非接触式位移测量的位移传感器依靠测量原点和测量点之间的距离来获取测量值,而要从测量值得到目标点的空间位置,就需要已知位移传感器的测量原点和测量矢量这两个外部参数,因此位移传感器需要事先对外部参数的测量原点和测量矢量进行标定。测量原点和测量矢量是位移传感器非常重要的两个外部参数,对位移传感器测量原点和测量矢量的标定对提高位移传感器测量精度有着重要意义。针对位移传感器的测量矢量标定,北京航空精密机械研究所的毕超等人于2015年在《光学精密工程》第3期发表了文章《基于球形目标的激光位移传感器光束方向标定》,提出了基于球面的测量矢量标定方法,驱动测量机使传感器分别沿测量机的X、Y和Z轴做等间距步进,根据步长和激光束长度的变化建立方程组求解出激光束所在直线的单位方向向量。但该方法计算过 ...
【技术保护点】
1.一种采用空间变换技术的位移传感器外部参数标定方法,其特征是,该方法设计了一种位移传感器的外部参数标定实验系统,首先搭建位移传感器外部参数标定实验系统;然后创建位移传感器的测量模型;再求解出进行空间变换后测量平面的平面方程;之后利用万向云台带动测量平面进行多次空间变换,通过每次变换下获得的空间变换参数及位移传感器测量值建立约束方程组;最终通过迭代法计算出符合精度要求的位移传感器测量原点及测量矢量,实现位移传感器的外部参数标定;方法的具体步骤如下:第一步、搭建位移传感器外部参数标定实验系统首先将位移传感器(3)固定在测量架上,并通过采集卡(4)接入电脑服务器(5);然后将测量块(2)安装至万向云台(1)上,并确保测量平面在位移传感器(3)的测量范围内;万向云台控制器(6)用来操控万向云台(1)运动进而带动测量块(2)进行空间变换,同时万向云台(1)通过万向云台控制器(6)与电脑服务器(5)建立连接;最后利用电脑服务器(5)采集位移传感器(3)的测量值δ及空间变换参数(α,β,γ,l,m,n);其中,α、β、γ为空间变换转动的欧拉角,l、m、n为空间变换的位移;第二步、创建位移传感器的测 ...
【技术特征摘要】
1.一种采用空间变换技术的位移传感器外部参数标定方法,其特征是,该方法设计了一种位移传感器的外部参数标定实验系统,首先搭建位移传感器外部参数标定实验系统;然后创建位移传感器的测量模型;再求解出进行空间变换后测量平面的平面方程;之后利用万向云台带动测量平面进行多次空间变换,通过每次变换下获得的空间变换参数及位移传感器测量值建立约束方程组;最终通过迭代法计算出符合精度要求的位移传感器测量原点及测量矢量,实现位移传感器的外部参数标定;方法的具体步骤如下:第一步、搭建位移传感器外部参数标定实验系统首先将位移传感器(3)固定在测量架上,并通过采集卡(4)接入电脑服务器(5);然后将测量块(2)安装至万向云台(1)上,并确保测量平面在位移传感器(3)的测量范围内;万向云台控制器(6)用来操控万向云台(1)运动进而带动测量块(2)进行空间变换,同时万向云台(1)通过万向云台控制器(6)与电脑服务器(5)建立连接;最后利用电脑服务器(5)采集位移传感器(3)的测量值δ及空间变换参数(α,β,γ,l,m,n);其中,α、β、γ为空间变换转动的欧拉角,l、m、n为空间变换的位移;第二步、创建位移传感器的测量模型首先确定两个坐标系,第一个坐标系是世界坐标系OWXWYWZW;第二个坐标系是参考坐标系OMXMYMZM,该坐标系建立万向云台(1)上中,不随测量块的运动而运动;假设在参考坐标系中位移传感器(3)的测量原点为O=[x0y0z0]T,测量矢量的单位向量为d=[abc]T,则有以下...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘巍,刘坤,梁冰,冯荻,姜昕彤,贾振元,司立坤,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。