[发明专利]基于圆柱体和线结构光标定空间回转轴线的方法及其应用

权利要求书

1.一种基于圆柱体和线结构光传感器标定空间回转轴线的方法，包括线结构光传感器的位姿标定和空间回转轴线的标定，其特征在于：所述空间回转轴线的标定采用如下步骤实现：

(1)将标准圆柱体放置于转台上，线结构光传感器获取圆柱体的轮廓数据并根据所述轮廓数据进行圆拟合获得在初始数据坐标系下的圆心坐标C₁(x_c1，y_c1)；

(2)转台转动角度θ后，线结构光传感器再次获取圆柱体的轮廓数据并根据所述轮廓数据圆拟合获得移动后数据坐标系下的圆心坐标C₂(x_c2，y_c2)；

(3)通过圆心坐标C₁、C₂和转动角度θ计算出回转轴线在初始数据坐标系中的坐标数据L₀；

式中，L₀为回转轴线在初始数据坐标系中的坐标数据；T为转动转台后的旋转矩阵，E_2×2为二阶单位矩阵；为圆心C₁在初始数据坐标系中的坐标向量；为圆心C₂在移动后数据坐标系中的坐标向量；为转台转动前后线结构光传感器的移动向量；

(4)沿圆柱体的高度方向移动线结构光传感器，移动距离为z，重复步骤(1)至(3)，获取回转轴线在初始数据坐标系下的L_i(x_i，y_i，z_i)，x_i、y_i是通过步骤(3)计算获得的坐标数据，z_i为线结构光传感器在Z轴上移动距离，i＝0，1，…，m；对坐标L_i(x_i，y_i，z_i)进行直线拟合得出回转轴线，即实现对空间回转轴线的标定。

2.根据权利要求1所述的基于圆柱体和线结构光传感器标定空间回转轴线的方法在叶片检测领域的应用，其特征在于：所述叶片的三维轮廓曲线L＝(L₁ L′₂ … L′_k)，L′₂…L′_k为L₂…L_k转换到L₁所在数据坐标下的轮廓数据，其中为第k次的转动矩阵，θ_k为第k次转台转动角度，L_kx、L_ky分别为第k次转动后移动后数据坐标系下的X、Y坐标；为与上一次转台转动前后线结构光传感器相对移动向量；为初始数据坐标系下转动中心坐标向量。