[发明专利]一种基于线结构光检测物标定方法

说明书

本发明公开了一种基于线结构光检测物标定方法，包括首先对采集数据的线结构光轮廓仪位姿标定，以及对用于安装被检测物可转动的转台面标定，减少检测装置安装带来的误差；其次采用被检测物自身的两个竖直平整的面为标定基准，对被检测物轴线标定，然后对被检测物的一个水平面标定，以及通过被检测物的曲线特征对转台Z轴标定，本发明通过检测物自身的曲线特征对转台轴线标定，减少了引入其他标准球等标定物建立坐标系产生的误差，减少数据传递从而减少误差。

技术领域

本发明属于线结构光技术领域，具体涉及一种基于线结构光检测物标定方法。

背景技术

线结构光测量技术具有测量精度高、获得信息量大、灵敏度高、实时性好、抗干扰能力强等特点，在工业测量、三维重建、逆向工程等领域有着广泛的应用。

线结构光测量技术应用到实际检测时，需要对结构光轮廓仪进行位姿标定以减少数据误差；目前，常用的标定方法为机械标定，通过安装传感器和微调机构对结构光轮廓仪进行标定，在标定过程中需要引起标定块或标准球等标定物来辅助标定，尤其对转台旋转轴线的标定，以转台旋转轴线建立坐标系，将所有的数据都要转换至该坐标系进行数据拼接，但是采用标准球对旋转轴线标定只能保证旋转轴线与惯性坐标系Z轴平行，不能保证被检测物轴线与旋转轴线平行，在后续的数据拼接时造成一定的误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可保证转台轴线和检测物轴线平行的基于线结构光检测物标定方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于线结构光检测物标定方法，包括如下步骤：

(1)检测装置位姿标定

a.将线结构光轮廓仪安装在可沿空间坐标X、Y、Z轴平移的支架上，并在线结构光轮廓仪所在平面上安装第一倾角传感器以及在线结构光轮廓仪的底部安装可对X、Y、Z轴进行偏转角度微调的第一微调倾角仪组，根据第一倾角传感器采集的数据调节第一微调倾角仪组的X、Y轴方向使线结构光轮廓仪发射出的激光面水平，实现对线结构光轮廓仪绕支架X、Y轴的偏转角度标定；

b.绕自身Z轴转动的转台上安装第二倾角传感器，根据第二倾角传感器采集的数据调整转台的转台面使其与激光面平行，实现对转台面的标定；

c.在转台面上放置标定块，然后在支架X轴方向移动线结构光轮廓仪，线结构光轮廓仪采集多组数据后计算出线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角，通过调节第一微调倾角仪组的Z轴方向以消除线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角，实现对线结构光轮廓仪绕支架Z轴的偏转角度标定；

(2)被检测物转轴的标定

所述转台的转台面上安装第二微调倾角仪组，并将所述被检测物安装在第二微调倾角仪组上；在支架Z轴方向上移动线结构光轮廓仪，根据线结构光轮廓仪采集多组数据调节第二微调倾角仪组对被检测物基准面A标定，然后转动转台至被检测物基准面B，在支架Z轴方向上移动线结构光轮廓仪，根据线结构光轮廓仪采集多组数据调节第二微调倾角仪组对被检测物基准面B标定，通过被检测物基准面A和基准面B实现对被检测物轴线标定；

(3)转台Z轴标定

a.沿支架Z轴移动线结构光轮廓仪至激光面与被检测物的曲线特征接触，线结构光轮廓仪采集数据并从数据中获取极大值点A、以及在A点前后两点数据，建立切线向量A_-2A、A_-1A、A₁A、A₂A；