【技术实现步骤摘要】
基于微编码靶标的大范围三维位姿测量方法
[0001]本专利技术涉及一种基于微编码靶标的大范围三维位姿测量方法，微编码靶标具体是利用光刻技术在玻璃基底上进行编码图案的刻蚀加工而成，并将该编码模板与待测对象相固连；三维位姿测量主要通过显微视觉传感的方式完成，利用微编码图像在频域上的相位变化解算出被测对象的平面内位移和轴向旋转角度，具有测量范围大
、
分辨率高
、
鲁棒性强的测量性能
。
该方法主要用于机器人微装配
、
精密加工等研究领域
。
技术介绍
[0002]随着现代制造业的迅猛发展，自动化装配
、
微加工
、
生物医疗等领域对精密测控的需求不断增加，靶标的平面内位姿获取是其中不可或缺的一环，并且对测量范围
、
快速性
、
准确性
、
鲁棒性的要求日益提高
。
然而高精度位移传感器目前普遍存在测量范围与测量精度间的相互制约，因此对基于机器视觉的微纳米测量技术提...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.
基于微编码靶标的大范围三维位姿测量方法，其特征在于：该方法将刻蚀有编码图案的模板安装于被测对象上，保证编码模板在相机视域内，经低倍放大镜头成像后传输至计算机处理器；驱动被测对象，编码模板的位置随之改变，在保证模板与相机靶面平行及编码图像完整的前提下，对编码图像进行二维傅里叶变换后利用相位相关法建立互功率谱并搜寻其最大值对应的坐标值，计算以其为中心的
10
×
10
区域的重心坐标，代入相机的像元尺寸将前后两帧编码图像在频域上的亚像素变化换算为模板的平面内二维位移；基于相位线性拟合法求解频谱图像的方向向量并建立编码模板的动态坐标系，据此实现运动平面轴向旋转角的测量；保持相机的连续拍摄，可以对被测对象三维位姿进行实时测量
。2.
根据权利要求1所述的基于微编码靶标的大范围三维位姿测量方法，其特征在于：所述编码图案为基于线性位移寄存器序列的周期为
12
μ
m
的
11
位编码，沿垂直方向重现相同序列即可得到二维编码图案，并通过移除左上角编码区域避免旋转歧义；测量范围接近
100mm
×
100mm
，并与低倍率
(10X)
成像镜头兼容
。3.
根据权利要求1所述的基于微编码靶标的大范围三维位姿测量方法，其特征在于：所述编码模板为在厚度
3mm
的玻璃基底，使用掩模发生器在预先经过沉积的金属层表面进行编码图案的刻蚀，模板尺寸可根据测量范围相应...
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