一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及机器视觉测量与坐标测量技术领域，具体涉及一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法，包括步骤：调整好绝对位置靶标的空间姿态，标定绝对位置靶标与双轴回转台之间的相对位置关系，确定基准坐标系O

【技术实现步骤摘要】
一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法


[0001]本专利技术涉及机器视觉测量与坐标测量
，具体涉及一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法。

技术介绍

[0002]当前，测量技术及相关学科取得长足进步，机器视觉测量作为一种非接触式的测量技术，可以解决传统测量手段难以或无法解决的多种问题，已经广泛应用于工业现场。机器视觉测量源于计算机视觉技术，是以工业相机、镜头、光源和图像处理等为基础的新型测量技术，不仅具有非接触式测量方法的效率高、操作简便、适应性强以及可靠性高等优点，还具有成本低、机动灵活、信息丰富、实时性强等特点。另一方面，三坐标测量机具有移动范围大、定位精确、重复性好、通用性强等优点，可以作为工业摄像头等图像采集装置的移动载体，通过三个直线轴的移动来实现工业摄像头的运动轨迹，从而完成不同位置处的测量数据的获取。同时，处于单一方位的工业摄像头只能完成某一部分测量数据的获取，而要获取全部的测量数据，有时还需要在三个直线运动轴的基础上增加两个回转运动轴，即双轴回转台，由此构建出具有五个自由度的五轴视觉坐标测量系统。通过双轴回转台的配合来实现被测物体的不同方位的测量，以获得完整的测量数据，并提高测量效率。
[0003]在此种新型五轴视觉坐标测量系统中，为了使其真正具备五轴视觉坐标测量功能，需要在使用之前先标定出两个回转轴的轴线在机器坐标系中的位置或三维坐标，这样才能够建立回转坐标系，以将不同角度位置下所获得的测量数据均转换到统一的空间坐标系中，实现多轴测量。然而，对于系统中的三坐标测量机而言，其各个直线轴通常配置增量式光栅尺或相对光栅尺。这种光栅尺无绝对零位，必须靠行程开关的触发来设置零位，因而读数头在任一位置处的读数并不固定，而是与所设置的零点位置或预置点的读数有关，任一位置处的读数都是从该点位(零点或预置点)按增减脉冲的计数来显示位置，三坐标测量机类产品大多采用增量式光栅尺，而且大多数三坐标测量机类产品在开机后都要回零，以设置光栅零点(机器坐标系零点)。
[0004]而在三坐标测量机开机后的回零过程中，其X、Y和Z轴均按照定义的顺序和方向往指定行程终点运动，当碰到行程终点后往回搜索，当搜索到光栅尺的第一个零位标志后，即将光栅计数清零，这个点位就是此回零状态下的机器坐标系零点。因此，三坐标测量机的机器坐标系零点会受到回零过程及行程开关的影响，导致存在零点偏差和零点漂移，使得每次开机后的回零状态均不相同，这就会造成在某次开机并回零后标定出的双轴回转台的回转中心位置，无法直接应用于下次开机并回零之后的测量任务。只有在下次开机并回零后，通过坐标修正或重新标定来确定出此状态下的双轴回转台与三坐标测量机的机器坐标系零点之间的新相对位置关系，才能将其应用于后续的测量过程以获取到正确的多视角测量数据，这就导致五轴视觉坐标测量系统的操作及使用极为繁琐和不便，并且极大降低了其使用效能。
[0005]因此，专利技术人提供了一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法。

技术实现思路

[0006](1)要解决的技术问题
[0007]本专利技术实施例提供了一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法，解决了五轴视觉坐标测量系统的双轴回转台的位置因受到三坐标测量机的开机与回零状态的影响而导致使用效能降低的技术问题。
[0008](2)技术方案
[0009]本专利技术提供了一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法，所述视觉坐标测量装置包括五轴视觉坐标测量装置和安装于所述五轴视觉坐标测量装置的靶标装置及靶标装置防护罩，所述五轴视觉坐标测量装置包括工作台、双轴回转台、三坐标移动平台及工业摄像头，所述双轴回转台、所述三坐标移动平台均安装于所述工作台，所述工业摄像头安装于所述三坐标移动平台的Z轴移动末端上，所述靶标装置包括绝对位置靶标；
[0010]该方法包括以下步骤：
[0011]调整好所述绝对位置靶标的空间姿态；
[0012]标定所述绝对位置靶标与所述双轴回转台之间的相对位置，确定绝对位置靶标前表面、绝对位置靶标侧表面及绝对位置靶标上表面分别与俯仰坐标系O
B
‑
X
B
Y
B
Z
B
的原点O
B
和方位坐标系O
C
‑
X
C
Y
C
Z
C
的原点O
C
在X轴、Y轴、Z轴方向上的间距ΔX
BS
和ΔX
CS
、ΔY
BS
和ΔY
CS
、ΔZ
BS
和ΔZ
CS
；
[0013]移动所述工业摄像头，当所述绝对位置靶标前表面处于所述工业摄像头的物方焦平面上时，确定X直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的X
S0
坐标分量；
[0014]锁定X轴并沿Y轴方向移动所述工业摄像头，当所述绝对位置靶标前棱边处于所述工业摄像头的视场中心时，确定Y直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的Y
S0
坐标分量；
[0015]锁定X轴并沿Z轴方向移动所述工业摄像头，当所述绝对位置靶标上棱边处于所述工业摄像头的视场中心时，确定Z直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的Z
S0
坐标分量；
[0016]依据ΔX
BS
和ΔX
CS
、ΔY
BS
和ΔY
CS
、ΔZ
BS
和ΔZ
CS
及X
S0
坐标分量、Y
S0
坐标分量、Z
S0
坐标分量，获取所述双轴回转台的回转中心坐标O
B
和O
C
。
[0017]进一步地，所述调整好所述绝对位置靶标的空间姿态，具体为：
[0018]在开机并回零后，将所述靶标装置安装到所述工作台上，并调整所述绝对位置靶标的空间姿态和方位，使得所述绝对位置靶标前表面与YOZ面平行且所述绝对位置靶标上表面与XOY面平行，固定所述绝对位置靶标的状态且保持不变。
[0019]进一步地，所述靶标装置还包括底座及姿态调整机构，所述底座固定于所述工作台上，所述姿态调整机构安装于所述底座，所述绝对位置靶标固定于所述姿态调整机构。
[0020]进一步地，所述姿态调整机构包括一维偏摆台A、一维偏摆台B、一维旋转台、多个锁紧螺母及多个调节手柄，所述绝对本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种视觉坐标测量装置的回转中心坐标的测量方法，其特征在于，所述视觉坐标测量装置包括五轴视觉坐标测量装置(1)和安装于所述五轴视觉坐标测量装置(1)的靶标装置(2)及靶标装置防护罩(3)，所述五轴视觉坐标测量装置(1)包括工作台(11)、双轴回转台(12)、三坐标移动平台(13)及工业摄像头(14)，所述双轴回转台(12)、所述三坐标移动平台(13)均安装于所述工作台(11)，所述工业摄像头(14)安装于所述三坐标移动平台(13)的Z轴移动末端上，所述靶标装置(2)包括绝对位置靶标(23)；其中，该方法包括以下步骤：调整好所述绝对位置靶标(23)的空间姿态；标定所述绝对位置靶标(23)与所述双轴回转台(12)之间的相对位置，确定绝对位置靶标前表面(231)、绝对位置靶标侧表面(233)及绝对位置靶标上表面(232)分别与俯仰坐标系O
B
‑
X
B
Y
B
Z
B
的原点O
B
和方位坐标系O
C
‑
X
C
Y
C
Z
C
的原点O
C
在X轴、Y轴、Z轴方向上的间距ΔX
BS
和ΔX
CS
、ΔY
BS
和ΔY
CS
、ΔZ
BS
和ΔZ
CS
；移动所述工业摄像头(14)，当所述绝对位置靶标前表面(231)处于所述工业摄像头(14)的物方焦平面上时，确定X直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的X
S0
坐标分量；锁定X轴并沿Y轴方向移动所述工业摄像头(14)，当绝对位置靶标前棱边(235)处于所述工业摄像头(14)的视场中心时，确定Y直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的Y
S0
坐标分量；锁定X轴并沿Z轴方向移动所述工业摄像头(14)，当绝对位置靶标上棱边(234)处于所述工业摄像头(14)的视场中心时，确定Z直线运动轴的光栅尺读数为基准坐标系O
S
‑
X
S
Y
S
Z
S
原点O
S
的Z
S0
坐标分量；依据ΔX
BS
和ΔX
CS
、ΔY
BS
和ΔY
CS
、ΔZ
BS
和ΔZ
...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕超，徐微雨，孙永春，乔宝石，张博，李迪，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司北京航空精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：