[发明专利]非接触式曲面法线测量装置、系统和方法及电子设备

权利要求书

1.一种非接触式曲面法线测量装置，其特征在于，所述装置设置在机器人的机械臂末端，所述装置包括：摄像头、反射模块和激光器；

所述摄像头、所述反射模块和所述激光器机械固定；其中，所述摄像头和所述反射模块依次排列，且，所述摄像头的轴线与所述激光器的轴线相垂直，所述激光器的轴线还与机械臂末端的主轴的轴线相平行，所述反射模块设置在与所述激光器和所述机械臂末端的主轴对应的位置；

所述激光器，用于向所述反射模块发出激光线；

所述反射模块，用于将接收到的所述激光线进行反射处理，生成二次激光线，并将所述二次激光线传输至与所述机械臂末端的主轴对应的待测曲面；以及，接收所述待测曲面对所述二次激光线反射后生成的三次激光线，对所述三次激光线进行反射处理，并将反射后的所述三次激光线传输至所述摄像头；

所述摄像头，用于采集视野范围内反射后的所述三次激光线，得到激光图像，并将所述激光图像发送至图像处理器，以对所述待测曲面的法线进行测量；其中，所述激光图像中激光点的位置与所述机械臂末端的主轴的轴线和所述待测曲面的法线的夹角相关；

其中，所述反射模块包括半透半反镜和反射镜；所述摄像头、所述半透半反镜和所述反射镜依次排列，且，所述半透半反镜的法线与所述摄像头的轴线成预设角度，所述反射镜的法线与所述摄像头的轴线成预设角度；所述预设角度为45°；

所述半透半反镜，用于将所述激光器发出的所述激光线反射传输至所述反射镜，以使所述反射镜再次对所述激光线进行反射得到所述二次激光线，并将所述二次激光线反射至所述待测曲面；以及，接收所述待测曲面对所述二次激光线反射后生成的所述三次激光线，对所述三次激光线进行反射处理后，通过所述半透半反镜将反射后的所述三次激光线传输至所述摄像头。

2.根据权利要求1所述的非接触式曲面法线测量装置，其特征在于，所述摄像头包括相机和镜头，所述相机和所述镜头通过相应接口机械连接；

所述摄像头，用于对所述镜头的视野范围内的反射后的所述三次激光线进行采集，并在所述相机的靶面上成像，得到所述激光图像。

3.根据权利要求2所述的非接触式曲面法线测量装置，其特征在于，所述装置还包括PLC模块，所述摄像头与所述PLC模块通信连接；

所述PLC模块，用于将所述激光图像发送至所述图像处理器，以使所述图像处理器根据所述激光图像得到所述待测曲面的法线。

4.一种非接触式曲面法线测量系统，其特征在于，所述系统包括上述权利要求1-3任一项所述的非接触式曲面法线测量装置，还包括图像处理器；其中，所述图像处理器与所述非接触式曲面法线测量装置通信连接。

5.一种非接触式曲面法线测量方法，其特征在于，所述方法应用于上述权利要求1-3任一项所述的非接触式曲面法线测量装置，所述方法包括：

所述激光器向所述反射模块发出激光线；

所述反射模块将接收到的所述激光线进行反射处理，生成二次激光线，并将所述二次激光线传输至与所述机械臂末端的主轴对应的待测曲面；以及，接收所述待测曲面对所述二次激光线反射后生成的三次激光线，对所述三次激光线进行反射处理，并将反射后的所述三次激光线传输至所述摄像头；

所述摄像头采集视野范围内反射后的所述三次激光线，得到激光图像，并将所述激光图像发送至图像处理器，以对所述待测曲面的法线进行测量；其中，所述激光图像中激光点的位置与所述机械臂末端的主轴的轴线和所述待测曲面的法线的夹角相关。

6.一种机器人，其特征在于，所述机器人配置有上述权利要求4所述的非接触式曲面法线测量系统。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求5所述的非接触式曲面法线测量方法的步骤。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求5所述的非接触式曲面法线测量方法的步骤。