一种复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法与流程

技术特征：

1.一种基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：适用于四轴测量机结构，对于原始图像不可获得的二维线激光传感器和测量机接触式测头之间的标定，利用平面目标进行线激光测量系统初步标定，标定的方法为优化线激光传感器测量点到接触式测头测量平面的距离，标定的结果为线激光传感器到接触式测头的旋转和平移矩阵。

2.如权利要求1所述的基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、利用接触式测头直接在标准平面上采集测量点，利用最小二乘法拟合平面方程；

步骤二、利用线激光传感器扫描同一平面，得到一系列线激光传感器采集点sn和与之对应的机床光栅坐标值为δpn；

步骤三、建立数学模型，使得线激光传感器所有测量点符合相应的接触式测头测量的平面方程；

步骤四、牛顿迭代法求解方程；选取目标函数为测量的点到拟合的平面的距离作为误差值，非线性优化目标函数达到最小。

3.如权利要求1所述的基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：所述的线激光传感器为二维传感器，其ccd原始采集图像无法获取。

4.如权利要求1所述的基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：所述的线激光测量系统标定可以同时得到线激光传感器两个坐标轴在接触式测头坐标系中的方向，形成旋转和平移矩阵。

5.如权利要求1所述的基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：先通过平面目标标定线激光传感器和测量机接触式测头之间的关系，以此标定结果作为较为初始值，再利用转台不同角度的球目标优化系统标定参数，优化方法为带入转台标定数据后，线激光传感器测量数据应符合接触式测头测量得到的球面方程，选取目标函数为线激光测量点到接触式测量球面的距离，优化目标函数使距离和最小。

6.如权利要求5所述基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于，其包含如下步骤：

步骤一、通过接触式测头测量标准球的方法，先标定出转台坐标系。之后接触式测头和线激光传感器同时测量多角度下的标准球，将线激光传感器测量数据带入下述公式：

步骤二、采用levenberg-marquardt迭代法求解方程，选取目标函数为线激光测量点到接触式测量球面的距离，优化目标函数使距离和最小。

7.如权利要求5所述所述基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：优化测量过程中，需要转台多个角度的测量数据。

技术总结
本发明属于光学测量领域，涉及一种基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法。本发明所述基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法适用于四轴测量机结构，对于原始图像不可获得的二维线激光传感器和测量机接触式测头之间的标定，利用平面目标进行线激光测量系统初步标定，标定的方法为优化线激光传感器测量点到接触式测头测量平面的距离，标定的结果为线激光传感器到接触式测头的旋转和平移矩阵。

技术研发人员：李欢欢;张冠良;何明珠;李康;马力;郭迪
受保护的技术使用者：苏州笛卡测试技术有限公司
技术研发日：2018.12.25
技术公布日：2020.07.03