一种激光测量方法、装置以及系统与流程

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种激光测量方法、装置以及系统。

背景技术：

品质检验又称质量检验，是指在生产过程中，运用各种检验手段，包括感官检验、化学检验、仪器分析、物理测试、微生物学检验的方式，对生产的待测量物体进行品质、规格、等级的检验，确定待测量物体是否符规定的过程。品质检验在现代工业，尤其是精密制造业中占据相当重要位置。品质检验过程中，在对待测量物体的尺寸进行测量的时候，一般是使用激光测量软件配合XYZ三维运动平台，通过移动激光位移传感器进行尺寸测量。

但是目前的激光测量软件都是针对单激光位移传感器测量，在测量的时候，需要对XYZ三维运动平台进行复杂的操作，才能够获得实际测量数据，测量速度慢，效率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种激光测量方法、装置以及系统，能够提高测量速度，提升测量效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光测量方法，该测量方法应用于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，该方法包括：

针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；

当获取到待测量物体的测量数据时，根据所述测量数据、所述线性度补偿数据以及所述校正偏差数据，计算所述待测量物体的尺寸数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据具体包括：

移动XYZ三维运动平台，使得标准片进入所述激光位移传感器测量量程的中心位置；所述标准片放置于所述XYZ三维运动平台上；

获取所述标准片在中心位置的激光测量数据；

根据所述激光测量数据以及所述激光位移传感器测量量程，计算所述线性度补偿数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

所述对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个所述激光位移传感器的校正偏差数据，具体包括：

调整所有所述激光位移传感器，使得所有激光位移传感器的探测头均朝向球形标准件的顶点；

获取每一个所述激光位移传感器对所述球形标准件的顶点测量坐标；

根据所述顶点测量坐标以及所述球形标准件的顶点实际坐标，计算每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

通过下述步骤获取待测量物体的测量数据：

控制所述XYZ三维运动平台按照预设的路径移动；

在所述XYZ三维运动平台移动的过程中，获取放置在所述XYZ三维运动平台上的待测量物体在不同激光位移传感器中的位移采样数据；

根据不同激光位移传感器的位移采样数据，获取待测量物体的测量数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：还包括：

将所述尺寸数据以及预设的基准信息进行差值运算，获取差值运算结果；

根据所述差值运算结果以及预设的产品分级信息，对待测量物体进行分级。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中：还包括：根据所述激光位移传感器的位移采样数据，对待测量物体进行实时轮廓显示。

第二方面，本发明实施例还提供一种激光测量装置，该装置设置于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，该装置包括：

线性度补偿数据获取单元，用于针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

校正偏差数据获取单元，用于对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；

尺寸数据获取单元，用于当获取到待测量物体的测量数据时，根据所述测量数据、所述线性度补偿数据以及所述校正偏差数据，计算所述待测量物体的尺寸数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：所述线性度补偿数据获取单元具体包括：

运动平台控制模块，用于移动XYZ三维运动平台，使得标准片进入所述激光位移传感器测量量程的中心位置；所述标准片放置于所述XYZ三维运动平台上；

激光测量数据获取模块，用于获取所述标准片在中心位置的激光测量数据；

线性度补偿数据计算模块，用于根据所述激光测量数据以及所述激光位移传感器测量量程，计算所述线性度补偿数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：所述校正偏差数据获取单元具体包括：

位移传感器调整模块，用于调整所有所述激光位移传感器，使得所有激光位移传感器的探测头均朝向球形标准件的顶点；

顶点测量坐标获取模块，用于获取每一个所述激光位移传感器对所述球形标准件的顶点测量坐标；

校正偏差数据计算模块，用于根据所述顶点测量坐标以及所述球形标准件的顶点实际坐标，计算每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

第三方面，本发明实施例还提供一种激光测量系统，包括：XYZ三维运动平台，以及如上述第二方面任意一项所述的激光测量装置；

所述激光测量装置还连接有多个激光位移传感器。

本发明实施例所提供的激光测量方法、装置以及系统，应用于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，所述激光位移传感器包括：激光位移传感器以及点激光位移传感器。其先针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；再对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；在获取待测量物体的测量数据时，使用线性度补偿数据以及校正偏差数据对测量数据进行校正，最终获得待测量物体的尺寸数据，这个过程中，采用了多个激光位移传感器，要获得完整的尺寸数据，XYZ三维运动平台不需要经过复杂的移动，只需要移动三维运动平台，到达预设的观测点即可通过多个激光位移传感器同时对带测量物体进行测量，测量速度快，效率更高。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种激光测量方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据的具体方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个所述激光位移传感器的校正偏差数据的具体方法的流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，获取待测量物体的测量数据的具体方法的流程图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种激光测量装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的激光测量装置中，线性度补偿数据获取单元的具体结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的激光测量装置中，校正偏差数据获取单元的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前在使用激光测量软件对待测量物体进行尺寸测量，从而对待测量物体进行质量检验的时候，通常是使用一个激光位移传感器进行监测的。在需要测量的尺寸数据一致的情况下，需要对放置待测量物体的XYZ三维运动平台进行复杂移动，导致测量的速度慢，测量效率低。基于此，本申请提供的一种激光测量方法、装置以及系统，可以提高测量的速度，提升测量效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种激光测量方法进行详细介绍。该方法主要应用于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中。

参见图1所示，本发明实施例所提供的激光测量方法具体包括：

S101：针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

在具体实现的时候，对待测量物体的尺寸进行检验的过程为：将待检验待测量物体放置在XYZ三维运动平台上。在XYZ三维运动平台附近，定点安装有多个激光位移传感器，并且这些激光位移传感器所发出的激光，能够在XYZ三维运动平台移动的时候，与放置在其上的待测量物体相触。在这个过程中，激光位移传感器能够获得相应的测量数据。在对待测量物体进行检验之前，需要进行测量数据的校正。在校正的时候，针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据的方法，包括：

S201：移动XYZ三维运动平台，使得标准片进入所述激光位移传感器测量量程的中心位置；所述标准片放置于所述XYZ三维运动平台上；

S202：获取所述标准片在中心位置的激光测量数据；

S203：根据所述激光测量数据以及所述激光位移传感器测量量程，计算所述线性度补偿数据。

在具体实现的时候，一般是将XYZ三维运动平台移动到一个预设的位置。在移动的过程中，通常是单轴移动，即单独的移动XYZ三维运动平台的X轴、Y轴或者Z轴，另外两个轴则均位于初始位置。具体要移动哪个轴，实际上是要根据激光位移传感器的实际安装位置进行具体设定的。对XYZ三维运动平台的移动，能够使得XYZ三维运动平台上放置的标准片进入所述激光位移传感器测量量程的中心位置，并通过激光位移传感器获取此时标准片在该测量量程的中心位置的激光测量数据。而由于标准片的实际位置是已知的，即位于激光位移传感器测量量程的中心位置，因此，激光测量数据与二分之一的激光位移传感器测量量程的差值，再与二分之一的激光位移传感器测量量程的比值，即为该激光位移传感器的线性度补偿数据。

具体地，激光位移传感器的测量量程为2A；标准片的激光测量数据为A′；

所述线性度补偿数据X满足：

另外，需要注意的是，针对每一个激光位移传感器，尤其是线激光位移传感器，均有与之对应的线性度补偿数据。

S102：对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

在具体实现的时候，在测量的过程中，可能需要使用多个激光位移传感器对同一个带测量物体的某个测量点进行同时测量。在理论上，激光位移传感器在针对相同的观测点进行测量的时候，其测量到的坐标应当是一直的，但是实际上由于每一个激光位移传感器均有差异性，导致每一个激光位移传感器在针对同一点进行测量的时候都存在一定的偏差，因此需要对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

参见图3所示，本发明实施例还提供一种对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个所述激光位移传感器的校正偏差数据的具体方法，包括：

S301：调整所有所述激光位移传感器，使得所有激光位移传感器的探测头均朝向球形标准件的顶点；

S302：获取每一个所述激光位移传感器对所述球形标准件的顶点测量坐标；

S303：根据所述顶点测量坐标以及所述球形标准件的顶点实际坐标，计算每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

在具体实现的时候，一般会将一个球形标标准件放置在XYZ三维运动平台上，并依次调整所有的激光位移传感器的探头，使得所有的探头均朝向该球形标准件的定点。理论上，所有的激光位移传感器对该球形标准件的定点的观测，所获得的坐标均应当是一致的，因此，会获取每一个激光位移传感器对球形标准件顶点的定点测量坐标。而求顶标准件的顶点实际坐标实际上是已知的(例如在XYZ三维运动平台上专门设置有用于放置球形标准件的位置)，因此能够根据每一个激光位移传感器对球形标准件的定点测量坐标，以及该球形标准件的顶点实际坐标，计算每一个激光位移传感器的矫正偏差数据。

S103：当获取到待测量物体的测量数据时，根据所述测量数据、所述线性度补偿数据以及所述校正偏差数据，计算所述待测量物体的尺寸数据。

在具体实现的时候，参见图4所示，待测量物体的测量数据通过下述步骤获得：

S401：控制所述XYZ三维运动平台按照预设的路径移动；

S402：在所述XYZ三维运动平台移动的过程中，获取放置在所述XYZ三维运动平台上的待测量物体在不同激光位移传感器中的位移采样数据；

S403：根据不同激光位移传感器的位移采样数据，获取待测量物体的测量数据。

在具体实现的时候，由于不同的待测量物体的形状不同，需要获得的测量数据也不一样，因此其观测点也不一样。而待测量物体需要按照一定的放置方式被放置在XYZ三维运动平台上。移动XYZ三维运动平台按照预设的路径进行移动，使得XYZ三维运动平台能够在移动到某一位置的时候，至少一个激光位移传感器正好能够对待检测物体上的某个观测点进行测量，获取待测量物体在该观测点上的位移采样数据。而将所有激光位移传感器对这些观测点进行观测是所采集到的位移采样数据，作为待测量物体的测量数据。

在获取测量数据之后，会根据与采集到位移采样数据的激光位移传感器所对应的线性度补偿数据以及校正偏差数据，计算出待测量物体的尺寸数据。

S104将所述尺寸数据以及预设的基准信息进行差值运算，获取差值运算结果，并根据所述差值运算结果以及预设的产品分级信息，对待测量物体进行分级。

在具体实现的时候，品质检验的过程实际上是检验待检验物体的尺寸数据是否在某一预设范围内的过程。因此在获取了待测量物品的尺寸数据之后，还需要将之与预设的基准信息进行差值运算，如果运算的结果在预设的范围之内，则该待检测物品通过品检。同时，还可以根据差值运算结果以及预设的产品分级信息对待测量物体进行分级。如果待测量物体的测量数据与基准数据偏差较大，那么该待测量物体不合格。测量结果可以是简单的根据合格以及不合格对待检测物体进行分类，也可以根据实际的测量需求，将待检测物品中具体偏差较大的位置输出给用户，方便用户根据不合格产品具体出现瑕疵的位置，调整后续的生产。

需要注意的是，最终的品质检测结果会输出给用户，输出的内容可以根据实际需要进行调整。例如可以直接输出结合元素的测量数据，也可以输出最终的是否通过品质检测的结果；在输出的时候，还可以对不同的结果用颜色和/或文字加以区分。

另外，当测量过一次之后，若再次检测相同的待检测物体，只需在XY检测平台上更换新的待检测物体，重复上述S103即可，不需要再重复执行上述S101和S102。

本发明实施例所提供的激光测量方法，应用于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，所述激光位移传感器包括：激光位移传感器以及点激光位移传感器。其先针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；再对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；在获取待测量物体的测量数据时，使用线性度补偿数据以及校正偏差数据对测量数据进行校正，最终获得待测量物体的尺寸数据，这个过程中，采用了多个激光位移传感器，要获得完整的尺寸数据，XYZ三维运动平台不需要经过复杂的移动，只需要移动三维运动平台，到达预设的观测点即可通过多个激光位移传感器同时对带测量物体进行测量，测量速度快，效率更高。

另外，在测量过程中，还包括：根据所述激光位移传感器的位移采样数据，对带测量物体进行实时轮廓显示。

本发明又一实施例还提供一种激光测量装置，参见图5所示，本发明实施例所提供的激光测量装置设置于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，所述激光位移传感器包括：激光位移传感器以及点激光位移传感器；该装置包括：

线性度补偿数据获取单元，用于针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

校正偏差数据获取单元，用于对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；

尺寸数据获取单元，用于当获取到待测量物体的测量数据时，根据所述测量数据、所述线性度补偿数据以及所述校正偏差数据，计算所述待测量物体的尺寸数据。

本实施例中，线性度补偿数据获取单元、校正偏差数据获取单元、尺寸数据获取单元的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的激光测量装置，应用于包括多个激光位移传感器的激光测量系统中，所述激光位移传感器包括：激光位移传感器以及点激光位移传感器。其先针对激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；再对所有激光位移传感器进行多测头联合校正，获取每一个激光位移传感器的校正偏差数据；在获取待测量物体的测量数据时，使用线性度补偿数据以及校正偏差数据对测量数据进行校正，最终获得待测量物体的尺寸数据，这个过程中，采用了多个激光位移传感器，要获得完整的尺寸数据，XYZ三维运动平台不需要经过复杂的移动，只需要移动三维运动平台，到达预设的观测点即可通过多个激光位移传感器同时对带测量物体进行测量，测量速度快，效率更高。

参见图6所示，本发明实施例还提供一种激光测量装置中，所述线性度补偿数据获取单元具体包括：

运动平台控制模块，用于移动XYZ三维运动平台，使得标准片进入所述激光位移传感器测量量程的中心位置；所述标准片放置于所述XYZ三维运动平台上；

激光测量数据获取模块，用于获取所述标准片在中心位置的激光测量数据；

线性度补偿数据计算模块，用于根据所述激光测量数据以及所述激光位移传感器测量量程，计算所述线性度补偿数据。

本实施例中，运动平台控制模块、激光测量数据获取模块、线性度补偿数据计算模块的具体功能和交互方式，可参见图2对应的实施例的记载，在此不再赘述。

参见图7所示，本放实施例还提供一种激光测量装置中，所述校正偏差数据获取单元具体包括：

位移传感器调整模块，用于调整所有所述激光位移传感器，使得所有激光位移传感器的探测头均朝向球形标准件的顶点；

顶点测量坐标获取模块，用于获取每一个所述激光位移传感器对所述球形标准件的顶点测量坐标；

校正偏差数据计算模块，用于根据所述顶点测量坐标以及所述球形标准件的顶点实际坐标，计算每一个激光位移传感器的校正偏差数据。

本实施例中，位移传感器调整模块、顶点测量坐标获取模块、校正偏差数据计算模块的具体功能和交互方式，可参见图3对应的实施例的记载，在此不再赘述。

本发明还提供一种激光测量系统，包括：XYZ三维运动平台，以及如上述实施例中所述的激光测量装置；

所述激光测量装置还连接有多个激光位移传感器。

本发明实施例所提供的激光测量方法、装置以及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。