[发明专利]发动机缸体结合面孔组快速测量全局统一标定方法

权利要求书

1.一种发动机缸体结合面孔组快速测量全局统一标定方法，其特征是，定位相机选用2台面阵CCD相机，测量相机选用线阵CCD相机，标定时，整个检测系统建立以下五个坐标系：标定用靶标坐标系Ot-XtYtZt，被测缸体坐标系Ob-XbYbZb，定位相机1图像坐标系O1-U1V1，定位相机2图像坐标系O2-U2V2，测量相机图像坐标系O-UV；其中测量相机图像V向坐标来源于精密光栅尺的测量结果；靶标坐标系Ot-XtYtZt以靶标底面两定位孔中心连线为Xt轴，以过左侧定位孔中心且垂直于靶标底面的直线为Zt轴建立右手坐标系，将靶标坐标系视为世界坐标系，分别对定位相机1、定位相机2和测量相机图像坐标系与靶标坐标系进行摄像机标定步骤，确定其之间的空间坐标转换关系：

λ1u1v11=M13×4xtytzt1λ2u2v21=M23×4xtytzt1λuv1=M3×4xtytzt1]]>

上式中，参数λ₁为定位相机1投影比例因子，为定位相机1投影矩阵，参数λ₂为定位相机2投影比例因子，为定位相机2投影矩阵，参数λ为测量相机投影比例因子，M^3×4为测量相机投影矩阵；

测量缸体时，需要找到被测缸体坐标系和标定用靶标坐标系间的坐标转换关系，被测缸体坐标系Ob-XbYbZb以被测缸体底面两定位孔中心连线为Xb轴，以过左侧定位孔中心且垂直于被测缸体底面的直线为Zb轴建立右手坐标系，靶标坐标系与被测缸体坐标系之间的转换关系可以表示为坐标原点在XtOYt平面上的平移和绕Zt轴的旋转，假设被测缸体左侧定位孔在靶标坐标系Ot-XtYtZt下的坐标为(xt1，yt1，0)，右侧定位孔在靶标坐标系Ot-XtYtZt下的坐标为(xt2，yt2，0)，绕Zt轴的旋转角度为θ，可以得到被测缸体坐标系Ob-XbYbZb和靶标坐标系Ot-XtYtZt的坐标转换关系如下：

xbybzb=Rxtytzt+T,]]>其中T=xt1yt10,R=cosθ-sinθ0sinθcosθ0001,]]>θ=arctanyt2-yt1xt2-xt1]]>

由以上坐标转换关系，可以将测量相机图像坐标(u，v)统一到被测缸体坐标系Ob-XbYbZb下：

xbybzb1=R001xtytzt1+T0=R001·λ·M3×4-1·uv1+T0]]>

标定出投影比例因子λ₁、λ₂、λ和旋转矩阵R、平移矢量T、投影矩阵M^3×4，即可完成对发动机缸体结合面孔组的快速精确测量。