【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于自动检测，具体来说是一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置及其标定方法。
技术介绍
1、在三维检测工程应用中经常会用到多台单线激光传感器联合测量，但由于单线激光传感器在扫描时只能获得z与x轴两个方向上的实际位置信息，所以增加了坐标系标定融合的难度，在进行回转体测量的时，一般情况下世界坐标系定义在转台中央，所以要解决的问题有两类，一是将多台单线激光传感器坐标系融合在一起，二是将融合后的坐标系与转台的世界坐标系融合在一起，只有这样才能够将物体的三维形貌扫描并重现出来。
2、目前大多数的单线激光传感器坐标系融合方法不够简洁高效，且对设备安装要求很高。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置及其标定方法，通过将多台单线激光传感器坐标系融合以及将单线激光传感器坐标系与转台坐标系融合，实现回转体的形貌扫描形成三维模型。本专利技术能够解算出坐标系融合所需要的全部六个参数，并且对于硬件安装精度没有较高的要求，标定过程简单快速，标定机构小巧装卸方便。
2、一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置，包括三台单线激光传感器、标定机构与环形转台；
3、所述环形转台上设计有支撑台；支撑台上安装标定机构；
4、所述三台单线激光传感器包括位于标定机构上方的上传感器、位于标定机构下方的下传感器以及位于标定机构侧方的；三台单线激光传感器安装后所发射面激光面接近平面a，且使环形
5、所述标定机构包括t型滑轨、标定支架、磁吸球座与标定球；其中，t型滑轨沿环形转台半径设置；t型滑轨上安装标定支架；标定支架顶部安装有顶部磁吸球座，顶部磁吸球座上磁吸固定大直径标定球；标定支架侧方开孔安装4个侧部磁吸球座；侧部磁吸球座上磁吸固定小直径标定球；
6、上述顶部磁吸球座背侧设计两根连接柱分别插入标定支架顶部设计的两条
7、平行滑槽后螺纹配合连接螺母；实现顶部磁吸球座位置可调；侧部磁吸球座通过支撑杆安装于标定支架侧方开孔处；每个开孔内插接一根支撑杆，使支撑杆轴向位置可调；同时支撑杆上位于侧板两侧安装有螺母，用于支撑杆轴向固定；支撑杆端部具有垂直于支撑杆的安装板；安装板上设计有两条平行的滑槽与侧部磁吸球座背侧两根连接柱配合插接。
8、基于上述结构的标定装置的标定方法，具体步骤为：
9、步骤1：安装标定机构
10、标定机构通过t型滑轨装配于支撑台上，将5个标定球设置于对应的磁吸球座上固定。
11、步骤2：标定球位置调节
12、调节标定机构在t型滑轨上的位置，使大直径圆球距离环形转台转轴在12mm左右；同时通过调节环形转台、各个磁吸球座以及支撑杆位置，保证所有标定球同时位于三台单线激光传感器发射的激光面内，且其中四个小直径圆球，且球心不共面。
13、步骤3：标定数据采集
14、所采集数据包括两组，一组数据为环形转台圆周上人为设定的零位开始旋转一圈，此过程中编码器输出脉冲驱动三台单线激光传感器同步等间隔采集上侧大直径圆球在环形转台回转一周过程中各采集刻对应位置的点云数据；第二组数据为将环形转台在旋转一周回到零位时，三台单线激光传感器依次对四个小直径圆球进行一次采集，得到侧面四个小直径圆球的表面形状点云，得到三组不同视角下的4个小直径圆球表面点云数据。
15、步骤4：对步骤3采集数据进行处理
16、401：步骤3中得到的三组不同视角下的4个小直径圆球表面点云数据进行拟合圆弧求出四个小直径圆球在三台单线激光传感器的测量坐标系中的空间位置坐标。
17、402:通过步骤401计算得到的4个小直径圆球在单线激光传感器的测量坐标系中的空间位置坐标，计算得到下方传感器测量坐标系与中间传感器测量坐标系相对于上方传感器测量坐标系的转换矩阵。
18、403：在上方传感器测量坐标系中，将步骤3中得到的各位置的大直径圆球点云数据拟合圆弧，进一步得到各圆弧对应圆心在上方传感器测量坐标系中的空间位置坐标，并生成该坐标对应的三维空间点；通过生成的多个三维空间点共同构成上方传感器测量坐标系中的一个三维空间圆，获得上方传感器相对于环形转台旋转平面，进而可计算得到上方传感器的测量坐标系与环形转台旋转平面之间的转换矩阵。
19、本专利技术的优点在于：
20、1、本专利技术用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置，硬件不分结构稳定、体积小巧、装卸方便、标定球精度高更换方便；
21、2、本专利技术用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定方法，操作过程简便、需要的标定数据量小，快速高效；
22、3、本专利技术标定用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置，对转台外形无要求、不需要手工找转台的旋转轴、不需要单线激光传感器激光严格共面，而手动调整激光共面非常难，且容易发生偏移；
23、4、本专利技术用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合标定装置，能在少量的数据中快速解算出坐标系融合的所有6个参数。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：包括三台单线激光传感器、标定机构与环形转台；
2.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：环形转台上周向等角度间隔设计3个支撑台，用于支撑被检测回转体；进行检测前标定时，标定机构安装于任意一支撑台上。
3.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：标定支架包括底座、斜梁、横梁、侧板、支撑杆与安装板；底座与T型滑轨配合滑动连接；斜梁设置于T型滑轨所在纵向平面A内，朝向环形转台外侧倾斜，底端与底座顶面相接形成一体；斜梁顶端设计有平台，平台平行于环形转台平面，用于安装顶部磁吸球座；斜梁侧方具有连接板，连接板上沿斜梁长方向安装两根横梁，两根横梁内端与连接板相接形成一体；两根横梁另一侧与侧板内侧壁相接形成一体，侧板位于环形转台一径向截面内；侧板上开设通孔，用于安装支撑杆。
4.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：四个小直径圆球直径为38.1mm；大直径圆球直径
5.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定方法，其特征在于：具体步骤为：
...【技术特征摘要】
1.一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：包括三台单线激光传感器、标定机构与环形转台；
2.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：环形转台上周向等角度间隔设计3个支撑台，用于支撑被检测回转体；进行检测前标定时，标定机构安装于任意一支撑台上。
3.如权利要求1所述一种用于多台单线激光传感器与转台坐标系融合的标定装置，其特征在于：标定支架包括底座、斜梁、横梁、侧板、支撑杆与安装板；底座与t型滑轨配合滑动连接；斜梁设置于t型滑轨所在纵向平面a内，朝向环形转台外侧倾斜...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明浩，朱少峰，吴少波，张云贵，
申请(专利权)人：冶金自动化研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。