基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置及方法，装置包括支撑平台，两个正交布置的相机以及与相机配套的低倍放大物镜、视觉面光源、相机支架、光源支架，还包括被相机拍摄的位姿传感器和位于位姿传感器下的微调十字平台。其中位姿传感器由三部分组成：高透光率的玻璃基底，固定在基底上的玻璃微球以及加工在玻璃基底上的栅格图案。本发明专利技术还公开了该测量装置的使用方法，通过相机记录位姿传感器上微球的三维位移变化，计算出平台的位姿变化。本发明专利技术方法结构简单、安装方便，可直接给出被测物体相对位姿的变化，并可以实现高精度实时测量。

Six degree of freedom pose measurement device and method based on orthogonal binocular vision

【技术实现步骤摘要】
基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置及方法
本专利技术属于测试计量
，具体涉及一种基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置及方法。
技术介绍
六自由度位姿测量是指利用传感器检测被测物体某些部位的位移、角位移变化信息，通过适当的空间位姿解算及运动学参数转换，把低自由度传感器获取的测量信息转换为高自由被测物体位姿信息，实现被测物体的六自由度空间定位。在众多测量参数中，具有微纳米级精度的六自由度位姿测量技术是最关键的基础技术之一，也是对其他物理特性测量表征的前提和基础。从测量维度来说，六自由度的超高精度定位系统分为两大类，一是基于一维位移和角位移传感器的测量，二是基于平面和空间位置信息的测量。传统的位移传感器、角度传感器不能进行多维度的测量，导致六自由度测量需要多台设备和复杂的测量流程来完成。在微米尺度精度，光栅尺、电容传感器、编码器也会受限于测量量程，难以完成大范围空间测量；而激光传感器、倾角传感器、激光跟踪仪只能实现单轴或双轴的位移和旋转测量，而这些测量系统易受安装条件和环境因素干扰，很大程度上限制了测量所能实现的精度。以机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置，包括支撑平台、设置于所述支撑平台上用于固定的相机支架、设置于所述支撑平台用于固定的光源支架，其特征在于，还包括两个正交布置的相机、连接在所述相机上的低倍放大物镜、用于表征平台位姿变化的位姿传感器、位于所述位姿传感器下的微调十字平台以及两个机器视觉面光源。/n

【技术特征摘要】
1.基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置，包括支撑平台、设置于所述支撑平台上用于固定的相机支架、设置于所述支撑平台用于固定的光源支架，其特征在于，还包括两个正交布置的相机、连接在所述相机上的低倍放大物镜、用于表征平台位姿变化的位姿传感器、位于所述位姿传感器下的微调十字平台以及两个机器视觉面光源。


2.根据权利要求1所述的基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置，其特征在于，所述支撑平台中心有通光孔；所述支撑平台通过精加工螺纹孔与被测动平台固连。所述微调十字平台安装在所述支撑平台中心，中心有通光孔，其直径大小与所述支撑平台通光孔相同，且两通光孔共轴；所述微调十字平台运动的XY方向与被测物体固有坐标系的XY方向相同。所述两个正交布置的相机，一个通过支架固定在所述微调十字平台正上方，其光轴与两通光孔轴线平行；另一个相机通过支架安装在所述支撑平台上表面上；所述正交布置两相机的图像坐标系，在空间中有一对轴方向重合，另一对轴在空间中正交。


3.根据权利要求2所述的基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置，其特征在于，所述两个正交布置的相机前安装有低倍放大物镜，所述物镜光轴与相机光轴重合。


4.根据权利要求1所述的基于正交双目视觉的六自由度位姿测量装置，其特征在于，所述位姿传感器由三部分组成：高透光率的玻璃基底，固定在基底上的玻璃微球以及加工在玻璃基底上的栅格图案。所述玻璃基底安装在所述微调十字平台上，基底平面与所述微调十字平台呈45度角；所述玻璃微球通过无影胶固定在玻璃基底上，不均匀地分布在玻璃基底上；所述栅格图案为等距正交网格，网格横向与物体固有坐标系X方向重合。所述两个正交布置的相机镜头朝向所述玻璃基底。所述两个机器视觉面光源，分别安装在所述两相机对...

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉亮，廉兆鑫，周城嘉，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11