传感器系统和反向夹持机构技术方案

提供一种传感器系统和反向夹持器。反向夹持器可以包括背部、第一臂和第二臂。第一和第二臂从背部延伸，以形成配置用来接纳柱状臂的开口。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请总体上涉及传感器系统和反向夹持器。
技术介绍
光学感测系统要求精确的校准和对准。但是，许多传感器采用紧固件来将诸如传感器或照明光源的部件安装到传感器结构中。这样，对于每个传感器或个人，紧固件的紧固可能并不都一致。即使在对准和校准处理期间，由于紧固件中的扭矩变化，也会在传感器之间引入固有的不准确。鉴于此，显然存在改进传感器系统的需要。
技术实现思路
为了满足上述需要，以及克服现有技术的列举的缺点和其它限制，本申请提供具有传感器、激光源和安装结构的传感器系统。使用反向夹持器和柱状臂将传感器固定到安装结构。在本申请的另一个方面中，提供反向夹持器。反向夹持器包括背部、第一臂和第二臂。第一和第二臂从背部延伸，以形成配置用来接纳柱状臂的开口。例如，在休止状态中，背部、第一臂和第二臂在开口与柱状臂之间形成过盈配合(interference fit),并且,其中，第一臂和第二臂弯曲，从而使得在挠曲状态中开口与柱状臂的直径相匹配。参考构成本说明书的一部分并附录在本说明书中的附图和权利要求书，在阅读了下面的描述后，本申请的进一步的目的、特征和优点对本领域技术人员变得显而易见。附图说明图1是示出根据本申请的一个实施例的传感器系统的框图；图2是示出包括结构化光投影仪的传感器系统的框图；图3是示出激光源和传感器的光学元件的传感器系统的框图；图4是示出包括莫尔条纹投影仪的传感器系统的框图；图5是示出包括双传感器配置的传感器系统的框图；图6是示出用于通过公开的传感器实现方式来测量特征的系统的一个实施例的框图；图7是示出用于通过公开的传感器实现方式来测量轮对准的系统的一个实施例的框图；图8是示出用于通过图5的传感器实现方式来测量轮对准的系统的一个实施例的侧视图；图9是用于测量轮对准的系统的一个实施例的投影到轮胎上的激光图案的正视图；图10是用于测量轮对准的系统的一个实施例的投影到轮胎上的激光图案的正视图；图11是示出用于测量轮对准的系统的一个实施例的投影到轮胎上的各种激光图案实现方式的正视图；图12是示出用于动态图像处理窗口调整的方法的流程图；图13是示出用于激光线的动态识别的方法的流程图；图14是示出本申请中的控制器、处理器或模块的一种实现方式的系统的框图；图15是用于传感器系统的安装结构的俯视图；图16是传感器系统的正视图；图17是图16中的传感器系统的一部分的透视图；图18是图16中的传感器系统的另一部分的透视图；图19是反向夹持器的俯视图；图20是图19的反向夹持器的侧视图；图21是反向夹持器的俯视图；图22是图21的反向夹持器的侧视图；图23是图21的反向夹持器的正视图；以及图24是示出用于生成反向夹持器的处理的流程图。具体实施例方式现在参考图1，实施本申请的原理的系统在其中示出并以10表示。系统10包括:传感器12、第一激光源14、第二激光源16和安装结构18。传感器12可以包括照相机，该照相机包括接收光学器件和诸如CXD或CMOS阵列的检测器。因此，传感器12具有从照相机向外投射的视场和由传感器的接收光学器件限定的聚焦范围。视场和焦深限定传感器12的感测体积。第一激光源14可以将一条或多条激光线投射到物体上。如果多于一条的激光线从第一激光源14投射，那么这些线可以彼此平行。另外，这些激光线可以相互之间等距分开。第一激光源14以相对于传感器的角度定向，使得激光线与视场相交，从而限定感测体积。在一种配置中，可以投射激光线，从而中间的激光线与感测体积的中心相交。或者，如果存在偶数条激光线，那么中间两条激光线可以距离感测体积的中心大约相等的距离。传感器12和第一激光源14可以都被附接到安装结构18。安装结构18可以是光具座(optical bench)、光管或其它刚性形式。安装结构18可以由具有低膨胀系数的材料制成，从而使得传感器12与第一激光源14之间的关系在较宽的温度范围内保持不变。或者，安装结构18可以包括多个温度传感器以补偿安装结构材料的膨胀。安装结构18可以由多种材料形成，这些材料包括但不限于钢、殷钢、铝或其它工业材料。例如，安装结构18可以是I型管(如图15中的附图标记1510所示)。这样，安装结构18提供被动热管理以及提供线性响应。没有滞后的线性响应能够实现准确的主动热补偿。传感器12和第一激光源14可以是相互对准的工厂(factory)。例如，传感器12和第一激光源14可以使用各种夹具安装到安装结构18上，以控制传感器12与第一激光源14的对准和/或相对位置。另外，传感器12和第一激光源14可以例如通过安装结构18安装到精密台(precision stage)。精密台可以包括已知目标。已知目标可以由精密台在整个感测体积上移动，从而可以在整个感测体积上校准目标的感测位置之间的关系。该校准可以作为各种传感器系统模型参数存储在传感器中，这些参数包括传感器参数、激光源参数等。基于该校准，传感器12与第一激光源14之间的关系已知，并且可以用三角测量法来确定从传感器12到激光线与感测体积中的特征相交的位置的距离。这样，特征相对于传感器12的位置可以基于工厂校准来确定，而不管传感器12的朝向和定位。此外，包括许多传感器的系统可以通过确定每个传感器相对于主坐标空间的位置和朝向来形成。通过使用激光跟踪器或经纬仪来直接确定传感器的位置和朝向或者通过使用这些装置来确定在感测体积中的目标的位置和朝向，然后确定传感器坐标空间与主坐标空间之间的变换，可以针对更大的系统来实现这一点。还可以提供第二激光源16。第二激光源16可以是激光投影仪，诸如结构化光投影仪或莫尔条纹投影仪。第二激光源16可以被安装到安装结构18，或者可以独立于安装结构18来安装。如果第二激光源16被安装在安装结构18上，那么第二光源的位置和朝向可以类似于第一激光源14那样被工厂校准。但是，通常，零件的几何形状或在零件要被测量处的工具安装可能呈现一定的环境约束，这将限制被安装到安装结构18的第二激光源16的效率。在这种情况中，已知的目标可以被放置于感测体积中，并且可以基于使用传感器的激光线的三角测量法来确定已知的目标到传感器的位置。例如，激光线可以被投射到平坦表面上，并且基于传感器的视场内的激光条纹的位置来确定该表面的位置和朝向。然后，第二组线可以被投射到该表面上，并且第二激光源的朝向和位置可以基于该表面上的投射线图案来确定。例如，在该表面上形成的线条纹的阵列的间距和角度与来自第一激光源14的激光条纹相交。来自第二激光源16的激光条纹与图案之间的相交点可以被用来确定第二激光源16的位置和朝向。因此，如图2所示，第二激光源16可以是结构化光投影仪。正如讨论的，检测器12相对于第一激光源14被校准。这样，这两个部件使用三角测量原理一同工作。第一激光源14(即激光线)与传感器的光轴之间的角度被用来确定表面20上的特征的距离和位置。另夕卜，第二激光源16将一系列线投射到表面20上。来自第二激光源16的一系列线21的朝向可以与来自第一激光源14的一条线或多条线正交。来自第一激光源14的一条线或多条线的相交被用来确定在来自第二激光源16的表面上的系列线21的表面位置。来自第一激光源14的线22可以作为来自第二激光源56的投影图案的参照。然后，使用照相机/光学模型对表面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.06.08 US 12/796,2331.一种用于分析感测体积中的特征的传感器系统，该传感器系统包括: 安装结构； 被附接到安装结构的光源，所述光源被配置为将线投射到所述感测体积中以及投射到特征上，以在特征上形成条纹； 通过反向夹持器和柱状臂被附接到所述安装结构的传感器，所述传感器被配置为对所述线与特征相交处的条纹进行成像。2.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，使用第二反向夹持器和第二柱状臂将所述光源附接到所述安装结构。3.根据权利要求2所述的传感器系统，其中，所述光源被连接到安装板，所述安装板通过所述第二反向夹持器和所述柱状臂被固定到所述安装结构，所述安装板通过挠性板被连接到所述光源以调整所述光源相对于所述安装板的角度。4.根据权利要求3所述的传感器系统，其中，所述光源通过接合光源的壳体的第三反向夹持器被连接到安装板，所述安装板通过挠性板被连接到所述第三反向夹持器。5.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述传感器被附接到安装板，所述安装板通过引脚相对于所述安装结构被固定，所述引脚和所述柱状臂具有公共的中心轴，从而使得所述传感器能够绕所述公共的中心轴旋转。6.根据权利要求1所述的传感器系统，其中，所述反向夹持器包括背部、第一臂和第二臂，第一臂和第二臂从所述背部延伸以形成配置用来接纳所述柱状臂的开口。7.根据权利要求6所述的传感器系统，其中，所述背部具有配置用来接合所述柱状臂的第一表面，所述第一臂具有配置用来接合所述柱状臂的第二表面，并且所述第二臂具有配置用来接合所述柱状臂的 第三表面。8.根据权利要求7所述的传感器系统，其中，所述第一表面、所述第二表面和所述第三表面协作以基本上在整个柱状臂的周围提供恒定的环向应力。9.根据权利要求7所述的传感器系统，其中，在休止状态中，所述背部、所述第一臂和所述第二臂在所述开口与所述柱状臂之间形成过盈配合。10.根据权利要求7所述的传感器系统，其中，所述第一表面具有第一半径，所述第二表面具有第二半径，所述第三表面具有第三半径，所述第一半径的第一原点相对于所述第二半径和第三半径的第二原点偏移。11.根据权利要求10所述的传感器系统，其中，所述第一半径、所述第二半径和第三半径相等。12.根据权利要求6所述的传感器系统，其中，在挠曲状态中，所述第一臂和所述第二臂挠曲，从而使得所述开...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·克劳瑟，
申请(专利权)人：感知器股份有限公司，
类型：
国别省市：