[发明专利]一种应用绝对位置靶标确定回转轴线位置的方法

说明书

本发明涉及影像测量与坐标测量技术领域，具体涉及一种应用绝对位置靶标确定回转轴线位置的方法，包括步骤：调整好绝对位置靶标的空间姿态，标定绝对位置靶标与双轴回转台之间的相对位置关系，确定基准坐标系Osubgt;S/subgt;‑Xsubgt;S/subgt;Ysubgt;S/subgt;Zsubgt;S/subgt;原点Osubgt;S/subgt;的Xsubgt;S0/subgt;坐标分量，确定基准坐标系Osubgt;S/subgt;‑Xsubgt;S/subgt;Ysubgt;S/subgt;Zsubgt;S/subgt;原点Osubgt;S/subgt;的Ysubgt;S0/subgt;坐标分量，确定基准坐标系Osubgt;S/subgt;‑Xsubgt;S/subgt;Ysubgt;S/subgt;Zsubgt;S/subgt;原点Osubgt;S/subgt;的Zsubgt;S0/subgt;坐标分量，解算双轴回转台的回转轴线位置Osubgt;B/subgt;和Osubgt;C/subgt;。该应用绝对位置靶标确定回转轴线位置的方法的目的是解决五轴影像坐标测量系统的双轴回转台的位置因受到三坐标测量机的开机与回零状态的影响而导致使用效能降低的问题。

技术领域

本发明涉及影像测量与坐标测量技术领域，具体涉及一种应用绝对位置靶标确定回转轴线位置的方法。

背景技术

当前，测量技术及相关学科取得长足进步，影像测量作为一种非接触式的测量技术，可以解决传统测量手段难以或无法解决的多种问题，已经广泛应用于工业现场。影像测量是将计算机视觉或机器视觉技术应用于几何特征的测量和定位，将由工业摄像头获取到的图像作为获取信息的手段，不仅具有非接触式测量方式的效率高、操作简便、适应性强以及可靠性高等优点，还具有成本低、机动灵活、信息丰富、实时性强等特点。

同时，为了较好地解决具有复杂结构、外形与型面特征的工业产品或机械零件的影像测量问题，还需要使工业摄像头具备较多的运动自由度，以提高影像测量系统的灵活性、通用性和全方位性。因此，将工业摄像头与三坐标测量机、两轴位置转台等集成在一起，设计并搭建出具有三个直线轴和两个回转轴的新型五轴影像坐标测量系统。由工业摄像头作为前端传感器采集被测物体的测量数据，而三坐标测量机作为工业摄像头的移动载体以实现其测量轨迹，并通过两轴位置转台的配合实现被测物体不同方位的测量，以获得完整的测量数据，并提高测量效率。

在此种新型五轴影像坐标测量系统中，为了使其真正具备五轴影像坐标测量功能，需要在使用之前先标定出两个回转轴的轴线在机器坐标系中的位置或三维坐标，这样才能够建立回转坐标系，以将不同角度位置下所获得的测量数据均转换到统一的空间坐标系中，实现多轴测量。然而，对于用于实现X、Y和Z轴的直线运动与坐标定位的三坐标测量机而言，其各个直线轴通常配置增量式光栅尺或相对光栅尺，以在满足功能、精度需求且与控制器配套的同时降低硬件成本。对于这种光栅尺，无绝对零位，必须靠行程开关的触发来设置零位，因而读数头在任一位置处的读数并不固定，而是与所设置的零点位置或预置点的读数有关，任一位置处的读数都是从该点位(零点或预置点)按增减脉冲的计数来显示位置，三坐标测量机类产品大多采用增量式光栅尺，而且大多数三坐标测量机类产品在开机后都要回零，以设置光栅零点(机器坐标系零点)。

而在三坐标测量机开机后的回零过程中，其X、Y和Z轴均按照定义的顺序和方向往指定行程终点运动，当碰到行程终点后往回搜索，当搜索到光栅尺的第一个零位标志后，即将光栅计数清零，这个点位就是此回零状态下的机器坐标系零点。因此，三坐标测量机的机器坐标系零点会受到回零过程及行程开关的影响，导致存在零点偏差和零点漂移，使得每次开机后的回零状态均不相同，这就会造成在某次开机并回零后标定出的两轴位置转台的回转轴线位置，无法直接应用于下次开机并回零之后的测量任务。只有在下次开机并回零后，通过坐标修正或重新标定来确定出此状态下的两轴位置转台与三坐标测量机的机器坐标系零点之间的新相对位置关系，才能将其应用于后续的测量过程以获取到正确的多视角测量数据，这就导致五轴影像坐标测量系统的操作及使用极为繁琐和不便，并且极大降低了其使用效能。

因此，发明人提供了一种应用绝对位置靶标确定回转轴线位置的方法。