[发明专利]一种用于动态位姿测量的位姿测量装置

说明书

本发明公开了一种用于动态位姿测量的位姿测量装置，包括双屏激光成像系统和双目视觉检测系统；双屏激光成像系统包括第一、二激光接收屏和透反棱镜，第一、二激光接收屏均涂覆有漫反射涂层，透反棱镜的半透面上涂覆有500～600nm带通滤光膜；第一、二激光接收屏相互垂直放置，并与透反棱镜的相邻两面分别平行，且到透反棱镜相邻两面的距离不等；双目视觉检测系统包括第一、二CCD相机。本发明中双屏激光成像系统接收十字线激光并在接收屏上成像，双目视觉检测系统实时拍摄两接收屏上的十字激光图像，并提取十字激光中心在图像坐标系下的位置信息及十字横向线与图像坐标系横坐标的夹角。本发明主要用于动态环境中物体位姿的测量。

技术领域

本发明涉及一种用于动态位姿测量的位姿测量系统，可用于动态环境中待测目标的实时位姿精确测量。

背景技术

位姿测量是几何量计量的重要内容，包括三维角度测量和三维位置测量，广泛应用于精密加工制造、航天航空、军事及通信等领域，其中动态位姿的实时在线测量技术越来越受到重视。目前常用的动态位姿测量方法存在着系统复杂、关键设备加工难度较大、光路装调难度大、测量精度与量程相互制约等问题，且无法适应室外强光、潮湿以及震动等恶劣环境。

发明内容

针对上述现有技术，动态位姿实时测量技术中的不足，提供一种基于双目机器视觉的用于动态位姿测量的位姿测量装置，包括双屏激光成像系统和双目视觉检测系统。双屏激光成像系统接收十字线激光并在接收屏上成像；双目视觉检测系统实时拍摄两接收屏上的十字激光图像，并提取十字激光中心在图像坐标系下的位置信息及十字横向线与图像坐标系横坐标的夹角。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种用于动态位姿测量的位姿测量装置，包括壳体，所述壳体内设有双屏激光成像系统和双目视觉检测系统；所述双屏激光成像系统包括第一激光接收屏、第二激光接收屏和透反棱镜，第一激光接收屏和第二激光接收屏均涂覆有漫反射涂层，所述透反棱镜的半透面上涂覆有500～600nm带通滤光膜；所述第一激光接收屏和所述第二激光接收屏相互垂直放置，并且与所述透反棱镜的相邻两面分别平行，所述第一激光接收屏与所述第二激光接收屏分别到所述透反棱镜相邻两面的距离不等；所述双目视觉检测系统包括第一CCD相机和第二CCD相机，所述第一CCD相机用于对所述第一激光接收屏上的光斑图像进行提取，所述第二CCD相机用于对所述第二激光接收屏上的十字光斑图像进行提取。

进一步讲，本发明，所述壳体为一直角壳体，包括按照直角依次排列并固定的第一激光接收屏及相机机械壳、透反镜固定及光路通道壳和第二激光接收屏及相机机械壳；所述透反棱镜布置在所述透反镜固定及光路通道壳内，所述第一激光接收屏及相机机械壳内设有第一CCD相机支架和第一激光接收屏固定夹，所述第二激光接收屏及相机机械壳内设有第二CCD相机支架和第二激光接收屏固定夹，所述第一激光接收屏固定夹到所述透反棱镜之间的距离与所述第二激光接收屏固定夹到所述透反棱镜之间的距离不等；第一激光接收屏固定在所述第一激光接收屏固定夹上，第二激光接收屏固定在所述第二激光接收屏固定夹上，所述第一CCD相机固定在所述第一CCD相机支架上，所述第二CCD相机固定在所述第二CCD相机支架上；所述第一激光接收屏及相机机械壳、透反镜固定及光路通道壳和第二激光接收屏及相机机械壳的底部均设有联接板。

所述透反镜固定及光路通道壳包括透反镜固定及光路通道壳上盖和透反镜固定及光路通道壳底座，所述透反镜固定及光路通道壳上盖和透反镜固定及光路通道壳底座扣合后连接为一体，所述透反镜固定及光路通道壳的一端设有第一联接板接口，所述透反镜固定及光路通道壳的另一端设有法兰接口；所述第一联接板接口与所述第一激光接收屏及相机机械壳接板，所述法兰接口与所述第二激光接收屏及相机机械壳连接。

所述第一激光接收屏及相机机械壳与所述第一激光接收屏及相机机械壳的结构相同，均包括上下扣合连接的激光接收屏及相机机械壳上盖和激光接收屏及相机机械壳底座。

所述激光接收屏及相机机械壳底座的一端设有连接法兰、接收屏固定夹螺纹固定孔和相机支架螺纹固定孔，所述激光接收屏及相机机械壳底座的另一端设有走线孔和第二联接板接口。