[发明专利]一种基于线激光位移传感器和漫反射量块的转台标定方法

说明书

本发明公开了一种基于线激光位移传感器和量块的转台标定方法，尤其是一种使用漫反射量块标定转台中心和转台法矢量方向的方法。本方法适用于四轴测量机结构，采用线激光位移传感器测量漫反射量块测量表面，并通过转台旋转，提取转台不同位置下的漫反射量块测量表面重心，根据所测量的一系列重心计算转台中心与转台法向量。本发明利用漫反射量块标定转台，通过拟合测量平面重心的方式，减小了用标准球标定转台时，因为测量标准球面积较小，导致拟合标准球球心不准确引起的转台中心标定偏差。

技术领域：

本发明属于光电领域，一种基于线激光位移传感器和量块的转台标定方法，尤其是一种使用漫反射量块标定转台中心和转台法矢量方向的方法。

背景技术：

坐标测量机是数字化测量领域的基础测量设备之一。传统的三坐标测量机仅有三个自由度，因此只能通过X、Y、Z三直线轴的运动实现对物体表面的测量。四轴测量机相对于传统的三坐标测量机添加了一个旋转工作台，测量时，将被测物体置于旋转工作台之上实现360旋转测量。而四轴测量机相对角度更多的五轴测量机，结构简单，价格低廉，因此在对于复杂型面物体的多角度形貌测量中具有十分重要的应用。

近年来，随着光学测量技术的兴起，将光学传感测头代替接触式测头安装于坐标测量机上已成为一个不容忽视的发展趋势。光学传感测头可以在更短时间内完成复杂物体三维形貌的测量。其测量速度快，测量数据量大，不仅提高了工业测量的效率，并且为后续的数据分析提供了坚实的数据基础。

对于由光学传感测头和四轴坐标测量机相结合的非接触式测量系统，应当对其转台轴进行严格标定，保证其回转中心的准确性，并以此作为不同角度测量结果的拼接基准。

发明内容：

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于线激光位移传感器和量块的转台标定方法，尤其是一种使用漫反射量块标定转台中心和转台法矢量方向的方法。本方法适用于四轴测量机结构，采用线激光位移传感器测量漫反射量块测量表面，并通过转台旋转，提取转台不同位置下的漫反射量块测量表面重心，根据所测量的一系列重心计算转台中心与转台法向量。

本方法利用漫反射量块标定转台，通过拟合测量平面重心的方式，减小了用标准球标定转台时，因为测量标准球面积较小，导致拟合标准球球心不准确引起的转台中心标定偏差。该方法包括以下步骤：

步骤一、按照标定需求安装激光线扫描测头，建立线激光位移传感器和测量机的通讯连接。

步骤二、放置漫反射量块以及机床回零后建立基准坐标系O'-XYZ与线激光位移传感器坐标系o-xyz。

步骤三、分部分扫描当前位置量块测量表面，通过坐标关系拼接各部分量块测量表面点云数据，最后得到完整的量块测量表面。

步骤四、根据量块测量表面点云的各点间距，设置合适的阈值，进行量块测量表面点云数据的去重。

步骤五、剔除量块倒角点云数据，提取量块测量表面点云数据。

步骤六、计算当前位置量块测量表面的重心坐标值。