[发明专利]传感器位置标定和数据拼接的方法及系统

说明书

本发明提供了传感器位置标定和数据拼接的方法及系统，涉及传感器技术领域，包括：根据被测物体和传感器的参数特性将球面标准件和多个传感器设置于初始位置处；基于初始位置，通过传感器对球面标准件进行扫描，获得传感器坐标系下的第一点坐标；根据球面标准件的初始参数和第一点坐标建立第一最优化模型；对第一最优化模型进行计算，得到传感器相对于球面标准件的标定位置；根据标定位置对多个传感器的测量数据进行拼接，得到拼接结果信息。本发明可以提高标定和数据拼接的精准度，满足对不同型号、不同精度的传感器进行标定和数据拼接。

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其是涉及传感器位置标定和数据拼接的方法及系统。

背景技术

在实际使用中有时为了扩展三维传感器的测量范围，需要使用多个三维传感器，比如对于较高分辨率的激光三维传感器，其测量范围往往比较小，为了扫描测量较大范围的被测件，一种方法是使用多个激光三维传感器进行扫描。为了扫描获得被测物体的内槽宽，就需要两个三维激光传感器布置在被测物体的两边对其进行扫描，同时还需要知道两个三维激光传感器的相对位置才能实现测量功能。目前实际使用的方法中，还有一种是使用一些带有沟槽等特定的结构件对两个三维传感器进行粗略的标定和数据拼接。

第一种方法得到的结果较为粗略，精度不高。这种方法主要是依据是标准件的的沟槽具有一定的直线度，来大致保证数据拼合效果。第二种方法在实际操作中发现不能对不同型号、不同精度的传感器进行标定和数据拼接。如果三维激光传感器安装位置未能覆盖整个凸台，将不能标定。有时为了完成标定需要对传感器的位置进行限制，以保证传感器能够覆盖至少一个凸台。更有甚者，如果有些激光三维传感器的测量范围没有凸台的尺寸宽，将不能完成标定。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供传感器位置标定和数据拼接的方法及系统，以提高标定和数据拼接的精准度，满足对不同型号、不同精度的传感器进行标定和数据拼接。

第一方面，本发明实施例提供了一种传感器位置标定和数据拼接的方法，其中，包括：

根据被测物体和传感器的参数特性将球面标准件和多个所述传感器设置于初始位置处；

基于所述初始位置，通过所述传感器对所述球面标准件进行扫描，获得传感器坐标系下的第一点坐标；

根据所述球面标准件的初始参数和所述第一点坐标建立第一最优化模型；

对所述第一最优化模型进行计算，得到所述传感器相对于所述球面标准件的标定位置；

根据所述标定位置对多个所述传感器的测量数据进行拼接，得到拼接结果信息。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述初始位置包括第一位置和第二位置，所述根据被测物体和传感器的参数特性将球面标准件和多个所述传感器设置于初始位置处，包括：

根据所述被测物体和所述参数特性将多个所述传感器分别设置于不同的所述第一位置处；

选取所述球面标准件，并将所述球面标准件设置于所述被测物体所在的所述第二位置处。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述初始参数包括所述球面标准件的球面坐标系、球心坐标和球面半径，所述根据所述球面标准件的初始参数和所述第一点坐标建立第一最优化模型，包括：

根据下式建立所述第一最优化模型：

其中，且H_p为所述球面坐标系，为所述标定位置，P_si,k为第i个传感器获得的第k点的所述第一点坐标，P_i,k为所述第一点坐标在所述球面坐标系下的第二点坐标，O_p为所述球心坐标，R为所述球面半径。