一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法技术

本发明专利技术属于数控技术领域，并具体公开了一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法，其包括：S1、获取镜片毛坯的理论测量点集Q和实际测量点集P；S2、得到初始配准后的实际测量点集P

【技术实现步骤摘要】
一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法


[0001]本专利技术属于数控
，更具体地，涉及一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法。

技术介绍

[0002]VR眼镜镜片的生产过程中，在倒角加工前需要固定镜片毛坯，因为毛坯是凹凸状结构，采用真空吸附治具对其进行装夹，如图1所示。由于毛坯前期热弯变形和装夹变形的影响，装夹时实际毛坯的工件坐标系和理论模型的编程坐标系之间不一致，若直接按初始倒角加工程序进行加工，就会出现倒角加工不均的情况。
[0003]现有工艺为减小上述变形的影响，在装夹后采用多点分中配准算法进行位姿纠偏，然而由于镜片毛坯是凹凸结构，没有合适的定位基准，多点分中配准算法找正精度不高，在倒角加工后仍会出现倒角不均匀的情况。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法，其目的在于，提高位姿纠偏精度，减少VR眼镜镜片在倒角加工后出现倒角不均匀的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出了一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法，包括如下步骤：
[0006]S1、分别获取VR眼镜镜片毛坯的理论测量点集Q和实际测量点集P；
[0007]S2、对理论测量点集Q和实际测量点集P进行配准，得到初始配准后的实际测量点集P
′
；
[0008]S3、计算P
′
t
和Q中对应点的对称点余量偏差D
i
>以及对称点余量偏差和D，进而得到中间变量点集S；初始时，迭代次数t＝0，以P
′
作为P
′
t
的初始值，即P
′0；
[0009]S4、计算中间变量点集S和理论测量点集Q间的位姿变换矩阵；根据该位姿变换矩阵对P
′
t
进行变换，得到P
′
t+1
；
[0010]S5、计算P
′
t+1
和Q的对称点余量偏差和，若其小于预设的点集调整次数阈值，则以此时的P
′
t+1
为位姿纠偏结果；否则转入步骤S6；
[0011]S6、若此时t小于预设迭代次数阈值，则令t＝t+1，并回到步骤S3；否则，以对称点余量偏差和最小的一次迭代作为位姿纠偏结果。
[0012]作为进一步优选的，步骤S3中，计算P
′
t
和Q中对应点的对称点余量偏差D
i
，具体为：
[0013]设点集Q＝{q
i
|i＝1,2,
…
,n}，点集P
′
t
＝{p
i
|i＝1,2,
…
,n}，n为点的个数；Q中的点q
i
和P
′
t
中的点p
i
为一组对应点；
[0014]在点集Q中取q
i
的对称点q
j
，分别获取q
i
、q
j
相应的欧氏距离d
i
和d
j
，计算d
i
与d
j
差的绝对值，该值即为q
i
的对称点余量偏差D
i
；所述欧氏距离指：点集Q中的点与其在点集P
′
t
中对应点之间的欧氏距离；
[0015]若点集Q中无q
i
的对称点，则D
i
＝0。
[0016]作为进一步优选的，步骤S3中，所述对称点余量偏差和D的计算方式为：
[0017][0018]作为进一步优选的，步骤S3中，计算中间变量点集S具体包括：
[0019]中间变量点集S中点s
i
的坐标计算方式如下：
[0020]若||p
i
‑
q
i
||≤||p
j
‑
q
j
||，则有：
[0021][0022]若||p
i
‑
q
i
||>||p
j
‑
q
j
||，则有：
[0023][0024]则中间变量点集S＝{s
i
|i＝1,2,
…
,n}。
[0025]作为进一步优选的，步骤S4中，具体包括：
[0026]计算中间变量点集S和理论测量点集Q间的位姿变换矩阵，即旋转矩阵R和平移向量T；
[0027]根据旋转矩阵R和平移向量T计算P
′
t
调整后点集P
′
t+1
：P
′
t+1
＝R*P
′
t
+T。
[0028]作为进一步优选的，所述预设偏差阈值D
thr
＝D0/m，D0为理论测量点集Q和实际测量点集P的对称点余量偏差和，m为比例因子。
[0029]作为进一步优选的，步骤S1中，将镜片轮廓曲线向内凹面偏移0.3mm～1mm，在偏移后的轮廓曲线上采用等弦高差采样法规划理论测量点集，并进而探测得到实际测量点集。
[0030]作为进一步优选的，步骤S2中，利用ICP迭代最近点算法对点集Q和P进行配准，得到初始配准后的实际测量点集P
′
。
[0031]总体而言，通过本专利技术所构思的以上技术方案与现有技术相比，主要具备以下的技术优点：
[0032]1.本专利技术提出一种适用于VR眼镜镜片的工件坐标系位姿纠偏方法，基于对称点余量偏差指标实现点集配准过程，避免了原有的多点分中配准方案找正精度不高的问题，从而使理论模型和实际毛坯工件坐标系配准，使倒角加工更加均匀。
[0033]2.相较于传统的迭代最近点配准算法只考虑点集间欧式距离，而忽视点集结构对称性信息的问题；本专利技术针对具有对称性的VR眼镜镜片，基于对称点余量偏差指标实现点集配准，保证了配准后点集具有良好的对称性。
[0034]3.由于镜片模型轮廓是棱边，直接采用测头探测很难刚好接触到轮廓点，往往会误触到内凹面上，使得测量误差很大，因此本专利技术将轮廓曲线向内凹面偏移一定距离，在偏移后的轮廓曲线上规划理论测量点集，规划好理论测量点集后，通过测头探测得到实际测量点集数据，减小测量误差。
附图说明
[0035]图1是本专利技术实施例VR眼镜镜片负压吸附装夹示意图；
[0036]图2是本专利技术实施例目标点集与实测点集示意图；
[0037]图3是本专利技术实施例对称点余量偏差计算示意图，其中，(a)为p
i
与q
i
点处，(b)为p
j
与q
j
点处；
[0038]图4是本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、分别获取VR眼镜镜片毛坯的理论测量点集Q和实际测量点集P；S2、对理论测量点集Q和实际测量点集P进行配准，得到初始配准后的实际测量点集P
′
；S3、计算P
′
t
和Q中对应点的对称点余量偏差D
i
以及对称点余量偏差和D，进而得到中间变量点集S；初始时，迭代次数t＝0，以P
′
作为P
′
t
的初始值，即P
′0；S4、计算中间变量点集S和理论测量点集Q间的位姿变换矩阵；根据该位姿变换矩阵对P
′
t
进行变换，得到P
′
t+1
；S5、计算P
′
t+1
和Q的对称点余量偏差和，若其小于预设的点集调整次数阈值，则以此时的P
′
t+1
为位姿纠偏结果；否则转入步骤S6；S6、若此时t小于预设迭代次数阈值，则令t＝t+1，并回到步骤S3；否则，以对称点余量偏差和最小的一次迭代作为位姿纠偏结果。2.如权利要求1所述的基于对称点余量偏差的VR眼镜镜片位姿纠偏方法，其特征在于，步骤S3中，计算P
′
t
和Q中对应点的对称点余量偏差D
i
，具体为：设点集Q＝{q
i
|i＝1,2,
…
,n}，点集P
′
t
＝{p
i
|i＝1,2,
…
,n}，n为点的个数；Q中的点q
i
和P
′
t
中的点p
i
为一组对应点；在点集Q中取q
i
的对称点q
j
，分别获取q
i
、q
j
相应的欧氏距离d
i
和d
j
，计算d
i
与d
j
差的绝对值，该值即为q
i
的对称点余量偏差D
i
；所述欧氏距离指：点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成磊，周会成，杨建中，胡耀廉，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：