[发明专利]一种六自由度测量系统和方法

说明书

本发明涉及一种六自由度测量系统和方法，系统包括相机、楔形棱镜和靶标，靶标包括安装座、主杆、固定座、滑套、多根摆动杆和驱动件，主杆的一端连接固定座，另一端设置主标记点，滑套嵌套在主杆上，固定座固定安装在主杆上并且位于滑套和固定座之间，多根摆动杆分布在主杆四周，每根摆动杆的一端铰接固定座，另一端设置辅助标记点，摆动杆的中央通过驱动件连接滑套，当滑套沿着主杆滑动时，通过驱动件带动摆动杆绕固定座摆动，进行所有辅助标记点的收缩或展开，确保所有标记点位于重叠视场内。与现有技术相比，本发明具有提升测量系统的测量精度、适应性和稳定性等优点。

技术领域

本发明涉及空间几何测量领域，尤其是涉及一种六自由度测量系统和方法。

背景技术

随着智能制造的发展，制造装备的运动工况信息提取是智能制造的关键反馈环节。测试系统作为信息提取的关键感知者，直接决定着制造系统的工作精度。目前用于工业现场六自由度测量装置通常操作难度较大、整机组成复杂、占用空间大、不易携带，且市场售价较高，难以在工业生产中广泛应用。

中国发明申请CN107246866A公开了一种高精度六自由度测量系统及方法，采用两个倾角传感器和视觉成像系统测量被测目标位姿，两个倾角传感器需与特征点靶标(3)固装在被测目标上，测量装置一定程度上，对待测目标的作业造成影响，且系统安装复杂，成本高。

中国发明申请CN102636139A提出了一种空间六自由度动态测量装置和方法，该装置采用多个拉线式位移传感器组合测量待测目标的六自由度，但该测量装置采用接触式测量，适用测量场合有限。

在先技术(G.Schweighofer and A.Pinz,“Globally optimal o(n)solution tothe pnp problem for general camera models.”in BMVC,2008,pp.1-10；Zheng Y,Sugimoto S,Okutomi M.ASPnP:An Accurate and Scalable Solution to thePerspective-n-Point Problem[J].Ice Transactions on InformationSystems,2013,E96.D(7):1525-1535.)提出一种六自由度视觉测量方法，可实现对待测目标的非接触测量，但易受光照、振动、冲击等噪声影响，无法满足复杂多变的工业现场测量需求。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种六自由度测量系统及方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种六自由度测量系统，包括相机、楔形棱镜和靶标，所述靶标包括安装座、主杆、固定座、滑套、多根摆动杆和驱动件，所述主杆的一端连接固定座，另一端设置主标记点，所述滑套嵌套在主杆上，所述固定座固定安装在主杆上并且位于滑套和固定座之间，所述多根摆动杆分布在主杆四周，每根摆动杆的一端铰接固定座，另一端设置辅助标记点，所述摆动杆的中央通过驱动件连接滑套，当滑套沿着主杆滑动时，通过驱动件带动摆动杆绕固定座摆动，进行所有辅助标记点的收缩或展开；

所述相机的视轴与楔形棱镜的平面光轴同轴布置，随着楔形棱镜绕着平面光轴旋转，相机和楔形棱镜产生多个视场，所有视场的重叠处合形成重叠视场，所述靶标的固定设置在被测目标上，通过辅助标记点的收缩或展开，确保所有辅助标记点和主标记点位于重叠视场内。

进一步地，所述驱动件为拉杆，拉杆的两端分别铰接滑套和摆动杆。

进一步地，所述驱动件为拉杆，所述摆动杆上设有滑轨，所述拉杆的一端固定连接摆动杆，另一端连接滑轨和摆动杆形成滑动连接。

进一步地，所述安装座上设有吸盘。

进一步地，所述滑套上设有锁紧螺钉，用于固定滑套和主杆的相对位置。