一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法技术方案

技术编号:43375927 阅读:31 留言:0更新日期:2024-11-19 17:54
一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,属于多自由度测量技术领域。为解决多自由度测量系统中折叠光路的角度精确解耦,本发明专利技术根据多自由度测量系统中各个反射器件的空间位置和角度得到光斑位置传感器的法向量;令入射光绕X轴或Y轴偏转一定角度求得有偏角的入射光与光斑位置传感器的交点坐标;利用变换矩阵将有偏角的入射光与光斑位置传感器的交点坐标变换至XOY平面上,得到变换后的交点坐标;利用一个绕Z轴角度为失配角θ<subgt;zd‑z</subgt;的旋转矩阵,对变换后的交点坐标进行变换使得再次变换的交点坐标的X分量或Y分量为0;利用角度θ<subgt;zd‑z</subgt;和旋转矩阵构建角度解耦公式,对折叠光路造成的角度耦合误差进行修正。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于多自由度测量,具体涉及一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法


技术介绍

1、多自由度测量系统在精密加工制造领域中扮演着至关重要的角色,往往应用于数控机床等复杂的测量环境中。为了能在复杂环境中实现便捷的测量,小型化是多自由度测量系统必然的发展趋势。自准直原理作为一种结构简单、易与其他模块集成的测角方法,被广泛用于多自由度测量系统中。然而,在自准直法中若想提高角度测量分辨力,则需要增大透镜的焦距,这又增大了整个测量系统的体积,使得测量系统更加笨重,不方便使用。而将光路折叠是减小光学设备体积的有效手段,也是在设备占用的空间不变的前提下增大光程最直接的方法。因此,可采用折叠光路的方法,在兼顾大的汇聚透镜焦距的同时,减小测量系统的体积。然而,折叠光路中反射器件的空间位置和角度会对探测器接收到的光束的角度产生影响,这在自准直测角结构中表现为角度之间的耦合,会极大影响系统的角度测量精度。

2、在多自由度测量系统中,角度耦合往往是需要被首先解决的问题,对于不同的角度测量结构,角度耦合的情况也并不相同。目前,对于角度耦合问题有较多的研究。例本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,其特征在于,利用光束追迹和坐标变换,对多自由度测量系统中的折叠光路引入的角度耦合误差进行量化和修正,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,其特征在于,对多自由度测量系统中的角度测量模块进行简化处理,保留光源、透镜、反射镜和光斑位置传感器;光源发出的光透射过透镜,依次经过一号反射镜、二号反射镜、三号反射镜、再次经过二号反射镜和四号反射镜反射后,被光斑位置传感器接收,光斑位置传感器输出光斑的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,...

【技术特征摘要】

1.一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,其特征在于,利用光束追迹和坐标变换,对多自由度测量系统中的折叠光路引入的角度耦合误差进行量化和修正,包括如下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,其特征在于,对多自由度测量系统中的角度测量模块进行简化处理,保留光源、透镜、反射镜和光斑位置传感器;光源发出的光透射过透镜,依次经过一号反射镜、二号反射镜、三号反射镜、再次经过二号反射镜和四号反射镜反射后,被光斑位置传感器接收,光斑位置传感器输出光斑的位置坐标。

3.根据权利要求2所述的一种多自由度测量系统中折叠光路的角度解耦方法,其特征在于,对简化的角度测量模块建立参考坐标系、光束坐标系和传感器坐标系,设参考坐标系o-xyz为右手系,透镜中心处...

【专利技术属性】
技术研发人员:付海金王铮胡鹏程熊信慷陈仪松王子乔
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:

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