[发明专利]摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法

权利要求书

1.一种摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法，其特征在于：结合多边测量原理和4台激光跟踪仪冗余自标定方法实现摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态的标定，采用激光跟踪仪、激光跟踪仪靶球、猫眼和摆臂式轮廓仪来实现该标定方法；

所述多边测量原理是通过已知空间3个点的坐标和已知3个点到空间任意一点的距离，就可以确定出空间任意一点的空间坐标，多边测量原理只需要知道已知点和空间任意一点之间的距离值长度值，而不需要别的测量值就可以求出空间点的坐标；

所述4台激光跟踪仪冗余自标定方法采用如下步骤：4台激光跟踪仪测量系统测量获得4个激光跟踪仪仪器坐标原点到靶球中心的距离，相比于多边测量原理就会冗余一个测距信息，冗余的一个距离信息能实现四站激光跟踪仪测量系统的自标定；因此，要实现系统的自标定，只需要增加动点即靶球测点的数量，使得多出的冗余距离方程个数大于系统未知参数的个数；所述4台激光跟踪仪冗余自标定方法的标定过程如下：激光跟踪仪通过测量激光跟踪仪仪器坐标原点到靶球球心的距离L，激光跟踪仪与靶球的水平夹角α和俯仰夹角β，即可求得靶球球心在激光跟踪仪坐标系下的坐标值，公式如下：

$\left\{\begin{array}{c}x=r\sin \mathrm{\β}\cos \mathrm{\α}\\ y=r\sin \mathrm{\β}\sin \mathrm{\α}\\ z=r\cos \mathrm{\β}\end{array}\right.$

激光跟踪仪测距是基于激光干涉测量原理，测角通过角度码盘获得；4台激光跟踪仪冗余自标定方法只采用测距信息，而舍去激光跟踪仪的测角信息，能得到高精度自标定值。

2.如权利要求1所述的摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法，其特征在于：利用4台激光跟踪仪获得的空间旋转弧线上点的坐标值拟合横臂转轴轴线和工件转台转轴轴线，在测量过程中4台激光跟踪仪在保持位置不变的条件下必须满足4台激光跟踪仪处在布局适合摆臂式轮廓仪实际工况而且由布局带来的测量误差最小的布局状态和横臂和工件转台在旋转过程中4台激光跟踪仪不能断光。