[发明专利]曲面测量装置标定的方法、设备和存储介质

说明书

本发明公开了一种曲面测量装置标定的方法、设备和存储介质，将用于曲面测量的测量装置置于坐标系中，根据位置关系通过两次标定，得到非接触式距离传感器基准点Osubgt;d/subgt;和基准轴Zsubgt;d/subgt;在标靶坐标系TaCS中的表示，构建计算公式，通过内点法优化算法，进行精标定计算，得到精确的Q、U、C，确定Osubgt;d/subgt;和Zsubgt;d/subgt;在TaCS坐标系的位置及方向。通过本发明，能够在曲面测量中实现提高测量点精度,实现柔性化检测的目的。

技术领域

本发明涉及曲面测量技术领域，尤其涉及一种曲面测量装置标定的方法、设备和存储介质。

背景技术

曲面测量在机械制造、汽车、航空航天等工业中具有广泛的应用，如发动机叶片、飞机机翼、汽车覆盖件、各种模具等都需要通过测量曲面面型和表面质量来保证其正常工作。

自由曲面形状复杂，如何进行测量，确保制造精度是制造业一个关键难题。由于三坐标测量机测量精度高且稳定性较好，自由曲面质量的检测主要采用三坐标测量机。由于三坐标测量机柔性不够高，且操作复杂，要提高测量效率，需要寻找一种新的柔性测量系统。

测量系统不对复杂、多样化的测量对象约束，而是通过自身灵活的配置以及强大的适应分析处理能力，来完成测量过程。基于视觉跟踪与非接触式距离传感器的高精度曲面点测量装置可以满足柔性测量。高精度空间点测量装置由跟踪仪、非接触式距离传感器，标靶组成，通过夹具把非接触式距离传感器和标靶固接一起，跟踪仪进行采集标靶在空间中的位姿信息，非接触式距离传感器测量点到测头原点的距离信息，通过非接触式距离传感器和标靶设备两者坐标系之间相对位姿关系，算出曲面点坐标。为了保证非接触式距离传感器和标靶设备数据采集同步，由同步线把两设备电信号连接起来，通过跟踪仪设备发送电信号，触发非接触式距离传感器，保证每组位姿和距离来自同一时刻。

因为高精度空间点测量装置由夹具把非接触式距离传感器和标靶固接一起，所以非接触式距离传感器与标靶的相对位置关系不够精确，依然无法获取点的准确信息，因此需要标定非接触式距离传感器和标靶设备两者坐标系之间相对位姿关系，以此保证点测量装置的测量精度。

发明内容

本发明的目的在于避免现有技术的不足之处而提供一种曲面测量装置标定的方法、设备和存储介质。

本发明的目的可以通过采用如下的技术措施来实现，设计一种曲面测量装置标定的方法，该测量装置包括跟踪仪、非接触式距离传感器及标靶，其中，将非接触式距离传感器和标靶固接，包括：

确定测量装置的运动坐标系；其中，将标靶设备在跟踪仪中的坐标系定义为测量装置的参考坐标系，记为TaCS(O_a-x_ay_az_a)；

确定测量装置中非接触式距离传感器的基准；其中，将非接触式距离传感器给定的固定方向z_d作为基准轴，在基准轴方向测量距离为0的点O_d记为基准点，基准记为TCS(O_d-z_d)；

将非接触式距离传感器原点位置O_d和基准轴z_d在测量装置坐标系TaCS中表示，实现对靶标设备和非接触式距离传感器的坐标系之间位姿关系进行第一次标定；

设置一标准球，将标准球和测量装置同时置于一工作台上，使用测量装置以多种姿态对标准球进行测量，采集多组相对于标准球的标靶设备的位姿及非接触式距离传感器的距离，实现对靶标设备和非接触式距离传感器的坐标系之间位姿关系进行第二次标定；

结合第一次和第二次标定结果，通过优化算法，计算得出O_d和Z_d在TaCS坐标系的位置及方向。

其中，第一次标定的方式包括软件计算和分析计算。