一种线结构光传感器空间姿态标定方法技术

本发明专利技术公开了一种线结构光传感器空间姿态标定方法，属于精密测量领域。本发明专利技术基于线结构光传感器和标准圆柱，提出了一种线结构光传感器空间姿态标定方法。这种方法适用于线结构光测量回转轴类零件，包括圆柱，圆锥，齿轮，轴承等。该方法同时利用了代数距离法最小二乘拟合和几何距离法最小二乘拟合，同时，根据几何关系，在拟合过程中加入了约束条件，最终得到准确的空间姿态标定结果，实现了线结构光对回转类零件的测量。

【技术实现步骤摘要】
一种线结构光传感器空间姿态标定方法
本专利技术涉及一种线结构光传感器空间自由姿态标定方法，属于测量测试领域。
技术介绍
线结构光传感器是基于激光三角测量原理的一类传感器，可以在测量范围内获取传感器距离激光反射表面的距离。线结构光具有非接触、快速、精度高、结构简单、使用简便的特点，且使用人员无需掌握专业的激光知识。线结构光传感器可以一次读取被测物表面的轮廓。一般情况下，线结构光传感器输出数据为二维信息元素，结合其他定位信息，可得出被测物三维几何信息。在测量物体表面几何尺寸前，必须标定线结构光传感器与被测物测量所在坐标系的空间位置关系，标定的方法与被测物的几何形状关系密切。而被测物所在的几何坐标系一般为直角坐标系和极坐标系，所以线结构光传感器的姿态标定也基于这两种主要的坐标系进行，其最终目的为将线结构光传感器测得的距离值转换为被测物坐标系的三维值：笛卡尔坐标值(x，y，z)或者圆柱坐标值(ρ，θ，h)。在实际测量过程中，需要按照被测物特点选择合适标定方法，本方法是针对测量柱状零件(圆柱、齿轮等)等旋转件且该旋转件放置可旋转的轴系上的传感器姿态标定。
技术实现思路
为了解决线结构光传感器空间坐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种线结构光传感器空间姿态标定方法，其特征在于：该方法利用了线结构光传感器的测量特点，其激光平面与标准圆柱环规曲面相交为一椭圆，通过精确拟合该椭圆得到线结构光传感器与圆柱环规的空间几何关系，将线结构光传感器坐标系的测点转换到椭圆坐标系下，根据椭圆与圆柱的几何关系，将测点转换到圆柱直角坐标系或者圆柱坐标系下；其中所述带约束条件的代数距离最小二乘法，用于计算椭圆参数的初始值；所述几何距离最小二乘法，用于迭代计算精确的椭圆参数值。

【技术特征摘要】
1.一种线结构光传感器空间姿态标定方法，其特征在于：该方法利用了线结构光传感器的测量特点，其激光平面与标准圆柱环规曲面相交为一椭圆，通过精确拟合该椭圆得到线结构光传感器与圆柱环规的空间几何关系，将线结构光传感器坐标系的测点转换到椭圆坐标系下，根据椭圆与圆柱的几何关系，将测点转换到圆柱直角坐标系或者圆柱坐标系下；其中所述带约束条件的代数距离最小二乘法，用于计算椭圆参数的初始值；所述几何距离最小二乘法，用于迭代计算精确的椭圆参数值。2.根据权利要求1所述的一种线结构光传感器空间姿态标定方法，其特征是，带约束条件的最小二乘法利用椭圆短轴固定为圆柱半径的特征，建立约束条件；其中，a＝[a0b0c0d0e0f0]，为平面自由椭圆的参数向量；以及，利用椭圆的特殊形式为：其必须满足参数关系4ac-b2＜0，可设b2-4ac＝1，即3.根据权利要求1所述的一种线结构光传感器空间姿态标定方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：石照耀，郭晓忠，李珂，赵保压，孙衍强，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11