双线激光量测系统及方法
【专利摘要】一种双线激光量测系统及方法，应用于量测设备中，该量测设备安装有第一激光传感器以及第二激光传感器。当量测设备只开启其中之一个激光传感器时，该双线激光量测系统为其中之一激光传感器的有效扫描区域建立一个单一坐标系，并基于该单一坐标系下对待测物体进行量测。当量测设备同时开启多个激光传感器时，该双线激光量测系统为安装在量测设备中的每一个激光传感器分别建立一个坐标系，将每一个激光传感器所采集的量测数据进行坐标拟合，并基于坐标拟合关系来计算待测物体的量测结果。实施本发明，能够根据激光传感器的数量以及安装方式，对将每一个激光传感器所采集的量测数据进行数据拟合，从而提高量测待测物体的精确度。
【专利说明】双线激光量测系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种量测系统及方法，特别是关于一种双线激光量测系统及方法。
【背景技术】
[0002]在量测设备中，一般都安装有一个或多个传感器用于对待测物体进行尺寸量测，包括待测物体的长度、宽度、厚度、角度等。对于使用多个传感器量测的量测设备，必须将每个传感器采集的数据拟合在同一坐标系下才能进行量测计算，来获得待测物体的量测结果。然而，不同的量测设备根据其传感器的数量以及安装方式，传感器采集数据坐标的也不同，因此将不同数据进行拟合的方法也不尽相同，从而造成对待测物体的最终量测结果存在偏差。
【发明内容】
[0003]鉴于以上内容，有必要提供一种双线激光量测系统及方法，能够为安装在量测设备中的每一个激光传感器分别建立一个坐标系，将每一个激光传感器所采集的量测数据进行数据拟合，并基于坐标拟合关系来量测待测物体。
[0004]所述的一种双线激光量测系统运行于量测设备中，该量测设备安装有第一激光传感器和第二激光传感器。该双线激光量测系统包括:初始化模块，用于获取第一激光传感器的第一有效扫描区域及第二激光传感器的第二有效扫描区域，以及判断量测设备是开启其中之一个还是两个激光传感器对待测物体进行量测；坐标系建立模块，用于当量测设备同时开启第一激光传感器和第二激光传感器时，为第一有效扫描区域建立第一坐标系，为第二有效扫描区域建立第二坐标系，将第一坐标系作为参考坐标系，以及设置第二坐标系的坐标旋转参数及坐标平移参数；坐标拟合模块，用于根据坐标旋转参数将第二坐标系下的测量数据以第二坐标系的原点为中心进行坐标旋转，以及将第二坐标系下的测量数据按照坐标平移参数进行坐标平移来建立第一坐标系下的测量数据与第二坐标系下的测量数据的坐标拟合关系；量测模块，用于根据建立的坐标拟合关系利用第一激光传感器采集的量测数据与第二激光传感器采集的量测数据进行坐标量测计算来产生待测物体的量测结果。
[0005]所述的双线激光量测方法应用于量测设备中，该量测设备安装有第一激光传感器和第二激光传感器。该方法包括步骤:获取第一激光传感器的第一有效扫描区域及第二激光传感器的第二有效扫描区域；判断量测设备是开启其中之一个还是两个激光传感器对待测物体进行量测；当量测设备同时开启第一激光传感器和第二激光传感器时，为第一有效扫描区域建立第一坐标系，并为第二有效扫描区域建立第二坐标系；将第一坐标系作为参考坐标系，并设置第二坐标系的坐标旋转参数及坐标平移参数；根据坐标旋转参数将第二坐标系下的测量数据以第二坐标系的原点为中心进行坐标旋转；将第二坐标系下的测量数据按照坐标平移参数进行坐标平移来建立第一坐标系下的测量数据与第二坐标系下的测量数据的坐标拟合关系；根据建立的坐标拟合关系利用第一激光传感器采集的量测数据与第二激光传感器采集的量测数据进行坐标量测计算来产生待测物体的量测结果。
[0006]相较于现有技术，本发明所述的双线激光量测系统及方法，当量测设备只开启其中之一激光传感器时，为其中之一激光传感器的有效扫描区域建立一个单一坐标系，并基于该单一坐标系下对待测物体进行量测。当量测设备同时开启多个激光传感器时，则为安装在量测设备中的每一个激光传感器分别建立一个坐标系，将每一个激光传感器所采集的量测数据进行坐标拟合，并基于坐标拟合关系来计算待测物体的量测结果。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1是本发明双线激光量测系统较佳实施例的运行环境示意图。
[0008]图2是本发明双线激光量测方法较佳实施例的流程图。
[0009]图3是为单一激光传感器建立单一坐标系的不意图。
[0010]图4是将双线激光传感器采集的量测数据进行数据拟合的示意图。
[0011]主要元件符号说明
[0012]量测设备I
[0013]双线激光量测系统10
[0014]初始化模块101
[0015]坐标系建立模块 102
[0016]坐标拟合模块 103
[0017]量测模块104
[0018]第一激光传感器 11
[0019]第二激光传感器 12
[0020]存储设备13
[0021]微处理器14
[0022]待测物体2
【具体实施方式】
[0023]参阅图1所示，是本发明双线激光量测系统10较佳实施例的运行环境示意图。在本实施例中，所述的双线激光量测系统10安装并运行于量测设备I中，该量测设备I还包括，但不仅限于，第一激光传感器11、第二激光传感器12、存储设备13以及微处理器14。该双线激光量测系统10通过系统总线与所述第一激光传感器11、第二激光传感器12、存储设备13以及微处理器14进行数据交互。在本实施例中，第一激光传感器11和第二激光传感器12对射(亦即正向对面)安装在量测设备I中，第一激光传感器11和第二激光传感器12各自发出的激光能够对射在待测物体2的正反面、如后面或左右面，从而完整地米集到待测物体2的量测数据。
[0024]在本实施例中，所述的双线激光量测系统10能够判断量测设备I中的第一激光传感器11和第二激光传感器12是否同时开启来量测待测物体2。如图3所示，若量测设备I只开启其中之一个传感器(例如第一激光传感器11)，该双线激光量测系统10则为其中之一传感器的有效扫描区域建立一个单一坐标系XZ，并基于该单一坐标系XZ下对待测物体2进行量测。如图4所示，若量测设备I同时开启两个传感器(例如第一激光传感器11与第二激光传感器12)，该双线激光量测系统10则为对射安装在量测设备I中的第一激光传感器11和第二激光传感器12分别建立一个坐标系(例如第一坐标系XZ及第二坐标系X’Z’)，将第一激光传感器11和第二激光传感器12所采集的量测数据进行坐标拟合，并基于坐标拟合关系来计算待测物体2的量测结果。
[0025]在本实施例中，所述的双线激光量测系统10包括初始化模块101、坐标系建立模块102、坐标拟合模块103、以及量测模块104。本发明所称的功能模块是指一种能够被量测设备I的微处理器14所执行并且能够完成固定功能的一系列程序指令段，其存储在量测设备I的存储设备13中。关于各功能模块101-104将在图2的流程图中作具体描述。
[0026]参阅图2所示，是本发明双线激光量测方法较佳实施例的流程图。在本实施例中，所述的双线激光量测方法应用在量测设备I中，能够为对射安装在量测设备I中的每一个激光传感器(例如第一激光传感器11与第二激光传感器12)分别建立一个坐标系，将每一个激光传感器所采集的量测数据进行坐标拟合，并基于坐标拟合关系将各自采集的量测数据进行坐标量测计算得到待测物体2的量测结果。
[0027]步骤S20，初始化模块101初始化对射安装在量测设备I上的第一激光传感器11以及第二激光传感器12。在使用量测设备I的第一激光传感器11以及第二激光传感器12时，初始化模块101需要针对第一激光传感器11以及第二激光传感器12的感光中心进行初始化校准。
[0028]步骤S21，初始化模块101获取第一激光传感器11的第一有效扫描区域及第二激光传感器12的第二有效扫描区域。参考图4所示，上面的梯形图形A代表第一激光传感器11的第一有效扫描区域，下面的梯形图形B代表第二激光传感器12的第二有效扫描区域。
[0029]步骤S22，初始化模块101判断量测设备I是开启其中之一个还是两个激光传感器对待测物体2进行量测。若量测设备I开启其中之一个激光传感器(如图3所示的第一激光传感器11)对待测物体2进行量测，则执行步骤S23至S24 ;若量测设备I同时开启两个激光传感器(如图4所示的第一激光传感器11和第二激光传感器12)对待测物体2进行量测，则执行步骤S25至S29。
[0030]步骤S23，坐标系建立模块102为其中之一个有效扫描区域建立一个单一坐标系。步骤S24，量测模块104在该单一坐标系下利用其中之一激光传感器对待测物体2进行量测得到待测物体2的量测结果。如图3所示，坐标系建立模块102为第一激光传感器11的第一有效扫描区域建立单一坐标系XZ，此时量测设备I仅用第一激光传感器11基于该单一坐标系XZ下对待测物体2进行在量测。其中，坐标轴X代表平行第一激光传感器11的水平向量，坐标轴Z代表垂直第一激光传感器11的垂直向量。
[0031]步骤S25,坐标系建立模块102为第一有效扫描区域建立第一坐标系,并为第二有效扫描区域建立第二坐标系。如图4所示，当量测设备I同时使用第一激光传感器11和第二激光传感器12对待测物体2进行在量测时，坐标系建立模块102为第一有效扫描区域A建立第一坐标系XZ,并为第二有效扫描区域B建立第二坐标系V V。
[0032]步骤S26,坐标系建立模块102将第一坐标系作为参考坐标系，并设置第二坐标系的坐标旋转参数及坐标平移参数。在本实施例中，所述的坐标旋转参数为旋转第二坐标系时所需的旋转向量，其可表示为(±χ’，±v )。所述的坐标平移参数为平移第二坐标系时所需的平移向量，其可表不为(a, b)。
[0033]步骤S27，坐标拟合模块103根据坐标旋转参数将第二坐标系下的测量数据以第二坐标系的原点为中心进行坐标旋转。如图4所示，当第二激光传感器12的测量数据在第二坐标系下表示为(X’，Z’)时，则对该测量数据(X’，Z’)进行坐标旋转后，即为(-X’，-Z’)。
[0034]步骤S28，坐标拟合模块103将第二坐标系下的测量数据按照坐标平移参数进行坐标平移来建立第一坐标系下的测量数据与第二坐标系下的测量数据的坐标拟合关系。如图4所示，第二坐标系下的测量数据进行坐标旋转后(-X’，-Z’)，再加将该旋转后的测量数据进行坐标平移得到(-X’ +a, -V +b)，即可得到坐标拟合关系X=_X’ +a, Z=-Z, +b。该坐标拟合关系反应了第一激光传感器11和第二激光传感器12所获取的量测数据均使用同一个坐标系(例如第一坐标系XZ)来表示，从而使量测设备I完成双线激光量测数据的拟合需求。
[0035]步骤S29，量测模块104根据建立的坐标拟合关系利用第一激光传感器11采集的量测数据与第二激光传感器12采集的量测数据进行坐标量测计算来产生待测物体2的量测结果。
[0036]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换都不应脱离本发明技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种双线激光量测系统，运行于量测设备中，该量测设备安装有第一激光传感器和第二激光传感器，其特征在于，所述的双线激光量测系统包括: 初始化模块，用于获取第一激光传感器的第一有效扫描区域以及第二激光传感器的第二有效扫描区域，以及判断量测设备是开启其中之一个还是两个激光传感器对待测物体进行量测； 坐标系建立模块，用于当量测设备同时开启第一激光传感器和第二激光传感器时，为第一有效扫描区域建立第一坐标系，为第二有效扫描区域建立第二坐标系，将第一坐标系作为参考坐标系，以及设置第二坐标系的坐标旋转参数及坐标平移参数； 坐标拟合模块，用于根据坐标旋转参数将第二坐标系下的测量数据以第二坐标系的原点为中心进行坐标旋转，以及将第二坐标系下的测量数据按照坐标平移参数进行坐标平移来建立第一坐标系下的测量数据与第二坐标系下的测量数据的坐标拟合关系； 量测模块，用于根据建立的坐标拟合关系利用第一激光传感器采集的量测数据与第二激光传感器采集的量测数据进行坐标量测计算来产生待测物体的量测结果。
2.如权利要求1所述的双线激光量测系统，其特征在于，当量测设备开启其中之一激光传感器时，所述的坐标系建立模块还用于为其中之一个有效扫描区域建立一个单一坐标系。
3.如权利要求2所述的双线激光量测系统，其特征在于，当量测设备开启其中之一激光传感器时，所述的量测模块还用于基于所述单一坐标系下利用其中之一激光传感器对待测物体进行量测得到待测物体的量测结果。
4.如权利要求1所述的双线激光量测系统，其特征在于，所述的第一激光传感器和第二激光传感器对射安装在所述量测设备中。
5.如权利要求1所述的双线激光量测系统，其特征在于，所述的第一激光传感器和第二激光传感器各自发出的激光对射在待测物体的正反面、前后面或左右面上分别采集待测物体的量测数据。
6.一种双线激光量测方法，应用于量测设备中，该量测设备安装有第一激光传感器和第二激光传感器，其特征在于，该方法包括步骤: 获取第一激光传感器的第一有效扫描区域以及第二激光传感器的第二有效扫描区域； 判断量测设备是开启其中之一个还是两个激光传感器对待测物体进行量测； 当量测设备同时开启第一激光传感器和第二激光传感器时，为第一有效扫描区域建立第一坐标系，并为第二有效扫描区域建立第二坐标系； 将第一坐标系作为参考坐标系，并设置第二坐标系的坐标旋转参数及坐标平移参数； 根据坐标旋转参数将第二坐标系下的测量数据以第二坐标系的原点为中心进行坐标旋转； 将第二坐标系下的测量数据按照坐标平移参数进行坐标平移来建立第一坐标系下的测量数据与第二坐标系下的测量数据的坐标拟合关系； 根据建立的坐标拟合关系利用第一激光传感器采集的量测数据与第二激光传感器采集的量测数据进行坐标量测计算来产生待测物体的量测结果。
7.如权利要求6所述的双线激光量测方法，其特征在于，该方法还包括步骤:当量测设备开启其中之一激光传感器时，为其中之一个有效扫描区域建立一个单一坐标系。
8.如权利要求7所述的双线激光量测方法，其特征在于，该方法还包括步骤:当量测设备开启其中之一激光传感器时，基于所述单一坐标系下利用其中之一激光传感器对待测物体进行量测得到待测物体的量测结果。
9.如权利要求6所述的双线激光量测方法，其特征在于，所述的第一激光传感器和第二激光传感器对射安装在所述量测设备中。
10.如权利要求6所述的双线激光量测方法，其特征在于，所述的第一激光传感器和第二激光传感器各自发出的激光对射在待测物体的正反面、前后面或左右面上分别采集待测物体的量测数据。
【文档编号】G01B11/06GK104422387SQ201310369717
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月22日 优先权日:2013年8月22日
【发明者】张滋, 李博, 柳庆 申请人:鸿富锦精密工业（深圳）有限公司, 鸿海精密工业股份有限公司