【技术实现步骤摘要】
基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法
本专利技术涉及一种基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，属于移动检测机器人高精度测量领域。
技术介绍
大型复杂构件，如大型航天器舱体构件、风电叶片、高铁车体结构件等，具有尺寸大、形面复杂、刚性弱等特点，其外形设计精度要求越来越高，对大型复杂构件的检测装备和工艺方法均提出了挑战。当前，外形检测系统多采用固定方式进行测量，以保证外形的测量精度。但是随着大型复杂构件尺寸不断增加，精度不断提升，大型固定式检测装备无论在形成、功能上都难以满足检测需求。因此，需要以移动检测机器人为基础，提出基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法。移动检测机器人继承了关节型机器人作业空间大、可重构性强的优点，辅以全向移动平台及视觉测量技术，形成了移动式机器人集成检测系统，构建一种新的检测模式，成为解决上述大型复杂构件现场高效、高精度、高柔性检测难题的有效手段。基于此，移动检测机器人技术得到了快速发展。例如，《一种可移动式三维检测机器人系统》，专利号CN20171...
【技术保护点】
1.基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于步骤如下：/n(1)基于激光跟踪仪构建不同坐标系；/n在激光跟踪仪坐标系下，通过采用激光跟踪仪进行测量，从而构建全向移动平台坐标系、基准坐标系以及视觉测量系统坐标系；/n(2)进行模型的空间点可测性检查；/n(3)进行基于模型的空间点自动测量；/n(4)获取测量点云数据；/n(5)进行外形匹配评价，从而完成外形重构。/n
【技术特征摘要】
1.基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于步骤如下：
(1)基于激光跟踪仪构建不同坐标系；
在激光跟踪仪坐标系下，通过采用激光跟踪仪进行测量，从而构建全向移动平台坐标系、基准坐标系以及视觉测量系统坐标系；
(2)进行模型的空间点可测性检查；
(3)进行基于模型的空间点自动测量；
(4)获取测量点云数据；
(5)进行外形匹配评价，从而完成外形重构。
2.根据权利要求1所述的基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于：激光跟踪仪坐标系即为激光跟踪仪的设计坐标系x1y1z1o1；
基准坐标系的定义如下：通过激光跟踪仪测量构件支撑工装侧面4个点，拟合一个平面x2y2o2，其法线为坐标系z2轴，方向为垂直平面x2y2o2向外，o2为侧面中心，测量工装上表面上4个点，拟合一个平面y2z2o2，其法线为坐标系x2轴，方向为垂直平面向上，y2通过右手定确定；
全向移动平台坐标系x3y3z3o3：通过激光跟踪仪测量x3y3z3o3下全向移动平台的4个公共点，即关键测量靶标点，对于4个公共点的任意一点Pi，i＝1,2,3,4，其在x1y1z1o1坐标系下的位置用向量表示为：PiGO＝[PiGO,1]T，其中PiGO＝(xiGO,yiGO,ziGO)为点Pi在x1y1z1o1坐标系下的坐标；在x3y3z3o3坐标系下的位置用向量表示为：PiLO＝[PiLO,1]T，其中PiLO＝(xiLO,yiLO,ziLO)为点Pi在x3y3z3o3坐标系下的坐标。
3.根据权利要求2所述的基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于：全向移动平台坐标系x3y3z3o3和激光跟踪仪坐标系之间的变换矩阵为T3-1，且有T3-1·PiLO＝PiGO；
其中，T3-1为4×4的方阵；
其中3-1R3×3表示旋转矩阵，3-1M3×1表示平移向量，然后基于4个公共点，采用奇异值分解法即可求出T3-1。
4.根据权利要求2所述的基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于：视觉测量系统坐标系x4y4z4o4：通过激光跟踪仪测量视觉测量系统坐标系x4y4z4o4下的4个公共点，即关键测量靶标点，对于4个公共点的任意一点Pi，i＝1,2,3,4，其在x1y1z1o1坐标系下的位置用向量表示为：PiGV＝[PiGV,1]T，其中PiGV＝(xiGV,yiGV,ziGV)为点Pi在x1y1z1o1坐标系下的坐标；在x4y4z4o4坐标系下的位置用向量表示为：PiLV＝[PiLV,1]T，其中PiL＝(xiLV,yiLV,ziLV)为点Pi在x4y4z4o4坐标系下的坐标。
5.根据权利要求4所述的基于激光跟踪仪的移动检测机器人大型构件外形重构方法，其特征在于：视觉测量系统坐标系x4y4z4o4和激光跟踪仪坐标系之间的变换矩阵为T4-1，使得T4-1·PiLV＝PiGV；
其中，T4-1为...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩建超，张加波，文科，刘辛军，谢福贵，王海元，徐建萍，
申请(专利权)人：北京卫星制造厂有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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