位姿测量方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种位姿测量系统，包括：激光干涉仪测试模块，所述激光干涉仪测试模块包括激光器、三个直角棱镜及五个分光棱镜、三个反射镜、三个光电探测器、光学隔振平台及滑台，所述激光器发出的激光光束经所述三个直角棱镜、所述五个分光棱镜及所述三个反射镜调理形成三路测量光路，三个所述光电探测器分别接收一路测量光路的光信号；环境感知模块，所述环境感知模块包括多个温度传感器、温湿度传感器、气压传感器及信号采集子模块，所述信号采集子模块分别与多个所述温度传感器、所述温湿度传感器及气压传感器通讯连接；上位机，所述上位机与所述信号采集子模块通讯连接，所述上位机还分别与三个所述光电探测器通讯连接。还分别与三个所述光电探测器通讯连接。还分别与三个所述光电探测器通讯连接。

【技术实现步骤摘要】
位姿测量方法及系统


[0001]本专利技术实施例涉及激光测量领域，具体的涉及一种位姿测量方法及系统。

技术介绍

[0002]激光跟踪仪是一种大尺寸绝对距离测量仪器，广泛应用于海工装备、飞机制造、轨道交通及高精度机器人测量等领域。在大型零部件装配中，由于部件尺寸大，产线上的装配机器人行程大，激光跟踪仪的测量距离远，现有的激光跟踪仪对待测目标的测量精准度难以得到保证。
[0003]有鉴于此，有必要提供一种用于对激光跟踪仪的测量精度进行校准的设备，以提高激光跟踪仪对待测目标的测量精准度。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供了一种位姿测量系统，用于解决现有的激光跟踪仪对待测目标的测量精准度难以得到保证的问题。
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种位姿测量系统，包括：激光干涉仪测试模块，所述激光干涉仪测试模块包括激光器、八个棱镜、三个反射镜、三个光电探测器、光学隔振平台及滑台，其中，所述八个棱镜包括三个直角棱镜及五个分光棱镜，所述激光器、所述三个光电探测器及所述八个棱镜安装在所述光学隔振平台上，所述三个反射镜安装在所述滑台上，所述激光器发出的激光光束经所述三个直角棱镜、所述五个分光棱镜及所述三个反射镜调理形成三路测量光路，三个所述光电探测器分别接收一路测量光路的光信号，所述激光干涉仪测试模块用于测量所述滑台分别位于第一位置及第二位置的位置信息；环境感知模块，所述环境感知模块包括多个温度传感器、温湿度传感器、气压传感器及信号采集子模块，所述信号采集子模块分别与多个所述温度传感器、所述温湿度传感器及气压传感器通讯连接，所述环境感知模块用于采集环境数据；上位机，所述上位机与所述信号采集子模块通讯连接，所述上位机还分别与三个所述光电探测器通讯连接，所述上位机用于根据所述环境数据及所述位置信息计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离。
[0006]可选地，所述三个直角棱镜分别为第一直角棱镜、第二直角棱镜及第三直角棱镜，所述五个分光棱镜分别为第一分光棱镜、第二分光棱镜、第三分光棱镜、第四分光棱镜及第五分光棱镜，所述三个反射镜分别为第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜，所述三个所述光电探测器分别为第一光电探测器、第二光电探测器及第三光电探测器，所述激光器发出的激光光束经所述第一直角棱镜将所述激光光束偏转90
°
进入所述第一分光棱镜，所述第一分光棱镜将所述激光光束分为第一光路及第二光路，所述第一光路经所述第二直角棱镜偏转90
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进入所述第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将所述第一光路分为第三光路及第四光路，所述第三光路进入所述第一光电探测器，所述第四光路射向所述第一反射镜，所述第
一反射镜将所述第四光路反射进入所述第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将所述第四光路分为第五光路及第六光路，所述第五光路进入所述第一光电探测器；所述第二光路射向所述第三分光棱镜，所述第三分光棱镜将所述第二光路分为第七光路及第八光路，所述第七光路经所述第三直角棱镜偏转90
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进入第四分光棱镜，所述第四分光棱镜将所述第七光路分为第九光路及第十光路，所述第九光路进入所述第二光电探测器，所述第十光路射向所述第二反射镜，所述第二反射镜将所述第十光路反射进入所述第四分光棱镜，所述第四分光棱镜将所述第十光路分为第十一光路及第十二光路，所述第十一光路进入所述第二光电探测器；所述第八光路射向所述第五分光棱镜，所述第五分光棱镜将所述第八光路分为第十三光路及第十四光路，所述第十三光路进入所述第三光电探测器，所述第十四光路射向所述第三反射镜，所述第三反射镜将所述第十四光路反射进入所述第五分光棱镜，所述第五分光棱镜将所述第十四光路分为第十五光路及第十六光路，所述第十五光路进入所述第三光电探测器。
[0007]可选地，所述第二直角棱镜位于所述第一分光棱镜的正上方，所述第二分光棱镜位于所述第五分光棱镜的正上方，所述第一反射镜位于所述第三反射镜的上方。
[0008]可选地，所述滑台包括导轨及滑动块，所述三个反射镜安装在所述滑动块上。
[0009]可选地，所述多个温度传感器位于所述导轨的正上方。
[0010]可选地，所述多个温度传感器沿所述导轨等距分布。
[0011]可选地，所述温湿度传感器和所述气压传感器位于所述导轨底部。
[0012]本申请还提供一种位姿测量方法，应用于如上所述的位姿测量系统中，所述方法包括：将滑台移动至第一位置，激光器发射激光光束；激光干涉仪测试模块将激光光束调理形成三路测量光路，并将三路测量光路测量到的所述滑台位于所述第一位置的第一位置信息上传至上位机；将滑台移动至第二位置，激光干涉仪测试模块将三路测量光路测量到的所述滑台位于所述第二位置的第二位置信息上传至上位机；环境感知模块将采集到的环境数据上传至上位机，所述环境数据包括温度数据、相对湿度数据及压力数据；上位机根据所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述环境数据、预设的折射率修正算法以及预设的阿贝误差修正算法计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离。
[0013]可选地，所述上位机根据所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述环境数据、预设的折射率修正算法以及预设的阿贝误差修正算法计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离包括：所述上位机根据所述第一位置信息及所述第二位置信息计算得到每一路测量光路测量得到的原始位置信息；所述上位机根据所述原始位置信息、所述环境数据及预设的折射率修正算法对所述原始位置信息进行折射率修正处理，得到折射率修正处理后的位置信息；所述上位机采用所述阿贝误差修正算法对折射率修正处理后的位置信息进行修正，得到位置标准值，所述位置标准值作为所述第一位置与所述第二位置之间的距离。
[0014]可选地，所述将滑台移动至第一位置的步骤之前，还包括：
将激光跟踪仪靶标固定在所述滑台上。
[0015]本专利技术的位姿测量系统通过在三路测量光路测量得到第一位置信息及第二位置信息后，可以依据环境数据、预设的折射率修正算法以及预设的阿贝误差修正算法对测量得到的第一位置信息及第二位置信息进行修正，从而可以得到更加精准的第一位置与所述第二位置之间的距离。这样，后续即可以根据这个更加精准的第一位置与所述第二位置之间的距离对待校准的激光跟踪仪测量到的第一位置与所述第二位置之间的距离进行比较，然后，根据比较结果实现对激光跟踪仪的校准。
附图说明
[0016]附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1是本专利技术实施例中的位姿测量系统的架构示意图；图2是本专利技术实施例中的三路测量光路示意图；图3为本专利技术实施例中的环境感知模块分布示意图；图4为本专利技术实施例中的位姿测量方法的步骤流程图；图5为本专利技术实施例中的上位机根据所述第一位置信息、所述第二位置信息、所述环境数据、预设的折射率修正算法以及预设的阿贝误差修正算法计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离的步骤细化流程图。
具体实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位姿测量系统，其特征在于，包括：激光干涉仪测试模块，所述激光干涉仪测试模块包括激光器、八个棱镜、三个反射镜、三个光电探测器、光学隔振平台及滑台，其中，所述八个棱镜包括三个直角棱镜及五个分光棱镜，所述激光器、所述三个光电探测器及所述八个棱镜安装在所述光学隔振平台上，所述三个反射镜安装在所述滑台上，所述激光器发出的激光光束经所述三个直角棱镜、所述五个分光棱镜及所述三个反射镜调理形成三路测量光路，三个所述光电探测器分别接收一路测量光路的光信号，所述激光干涉仪测试模块用于测量所述滑台分别位于第一位置及第二位置的位置信息；环境感知模块，所述环境感知模块包括多个温度传感器、温湿度传感器、气压传感器及信号采集子模块，所述信号采集子模块分别与多个所述温度传感器、所述温湿度传感器及气压传感器通讯连接，所述环境感知模块用于采集环境数据；上位机，所述上位机与所述信号采集子模块通讯连接，所述上位机还分别与三个所述光电探测器通讯连接，所述上位机用于根据所述环境数据及所述位置信息计算所述第一位置与所述第二位置之间的距离。2.根据权利要求1所述的位姿测量系统，其特征在于，所述三个直角棱镜分别为第一直角棱镜、第二直角棱镜及第三直角棱镜，所述五个分光棱镜分别为第一分光棱镜、第二分光棱镜、第三分光棱镜、第四分光棱镜及第五分光棱镜，所述三个反射镜分别为第一反射镜、第二反射镜及第三反射镜，所述三个所述光电探测器分别为第一光电探测器、第二光电探测器及第三光电探测器，所述激光器发出的激光光束经所述第一直角棱镜将所述激光光束偏转90
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进入所述第一分光棱镜，所述第一分光棱镜将所述激光光束分为第一光路及第二光路，所述第一光路经所述第二直角棱镜偏转90
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进入所述第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将所述第一光路分为第三光路及第四光路，所述第三光路进入所述第一光电探测器，所述第四光路射向所述第一反射镜，所述第一反射镜将所述第四光路反射进入所述第二分光棱镜，所述第二分光棱镜将所述第四光路分为第五光路及第六光路，所述第五光路进入所述第一光电探测器；所述第二光路射向所述第三分光棱镜，所述第三分光棱镜将所述第二光路分为第七光路及第八光路，所述第七光路经所述第三直角棱镜偏转90
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进入第四分光棱镜，所述第四分光棱镜将所述第七光路分为第九光路及第十光路，所述第九光路进入所述第二光电探测器，所述第十光路射向所述第二反射镜，所述第二反射镜将所述第十光路反射进入所述第四分光棱镜，所述第四分光棱镜将所述第十光路分为第十一光路及第十二光路，所述第十一光路进入所述第二光电探测器；所述第八光...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨霖，郑文炜，涂志健，侯卫国，
申请(专利权)人：广州赛宝计量检测中心服务有限公司，
类型：发明
国别省市：