[发明专利]一种多工位关节臂式测量平台的全局标定方法

说明书

本发明涉及一种多工位关节臂式测量平台的全局标定方法，包括以下步骤：设置两侧轨道运动起点，安装激光跟踪仪、立体靶标；在1侧轨道的滑块上放置靶球，滑块从运动起点开始运动，以0.5米为步长行走10米，激光跟踪仪采集每次滑块停止后的靶球坐标，拟合运动直线方向向量；在起始位置处，关节臂测量仪与激光跟踪仪分别测量立体靶标上的靶球坐标，计算在起始位置处关节臂测量仪与激光跟踪仪的位置关系；在2侧轨道重复上述过程；以激光跟踪仪坐标系作为全局坐标系，实现1、2侧轨道任意位置的坐标系到全局坐标系的统一。本发明可实现关节臂测量仪在大范围内自由移动的测量模式的全局标定，提供了一种多工位关节臂式测量平台的全局标定的新途径。

技术领域

本发明涉及一种多工位关节臂式测量平台的全局标定方法，可以实现关节臂测量仪在大范围内自由移动的测量模式的全局标定。

背景技术

多工位关节臂式测量平台是一种由双滑轨、双关节臂测量仪组成的能够大范围测量几何参数的平台，其工作过程是关节臂测量仪在各自导轨上的不同工位测量工件表面点云，融合不同工位的测量点云，进行整体的数据分析。因此要求建立两侧轨道关节臂测量仪在不同测量工位的相互位置关系。常见做法是根据测量范围在两侧轨道划分出间隔较小的工位，各个工位独立的与激光跟踪仪标定，从而建立彼此的联系。但这种做法只适用于测量范围不大，工位数量有限的情况，对于测量范围较大的情况，存在划分出几十个工位的情况，不具备实际操作性，且精度上彼此干涉。

针对上述情况，提出一种多工位关节臂式测量平台的全局标定方法。

发明内容

针对现有实际需要，本发明要解决的技术问题是提供一种大测量范围的双轨道双关节臂式几何测量平台的全局标定方法。通过在两侧轨道设置起点，结合激光跟踪仪与立体靶标标定起点与激光跟踪仪变换矩阵，分别拟合出两侧轨道在激光跟踪仪下的直线的方向向量，实现了两侧轨道任意位置的坐标全局统一。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：

一种多工位关节臂式测量平台的全局标定方法,包括以下步骤：

步骤1：设置两侧轨道的起始位置，安装激光跟踪仪、关节臂测量仪以及靶标，两个关节臂测量仪分别安装在两个轨道的滑块上；

步骤2：在一侧轨道滑块上放置激光跟踪仪的靶球，滑块运动，激光跟踪仪采集每次滑块停止后靶球坐标并拟合轨道直线的方向向量；

步骤3：在起始位置处，关节臂测量仪与激光跟踪仪分别测量靶标上的激光跟踪仪靶球坐标，计算在起始位置处关节臂测量仪坐标系与激光跟踪仪坐标系的变换关系；

步骤4：在另一侧轨道重复步骤2、步骤3；

步骤5：以激光跟踪仪坐标系作为全局坐标系，实现两侧轨道任意位置的关节臂测量仪坐标系到全局坐标系的统一。

所述靶标为带有靶座的支架放置于两侧轨道起始位置之间，其上可放置不少于3个且不在同一直线上的激光跟踪仪的磁性靶座，靶座用于放置靶球。

所述轨道直线的方向向量是由激光跟踪仪采集放置在关节臂测量仪滑块上的靶球坐标，并根据滑块运动过程中采集的所有靶球坐标拟合轨道直线的方向向量。

在步骤3中，关节臂测量仪测量靶标的每个靶球的表面点坐标，分别拟合球心，获得靶标的靶球球心在关节臂坐标系下的坐标集合P；所述激光跟踪仪测量靶标的每个靶球的球心坐标，获得靶标的球心在激光跟踪仪坐标系下的坐标集合Q。

计算坐标集合P与坐标集合Q的变换关系公式如下：

Q＝T_j*P

其中T_j是某一侧轨道的起始位置的关节臂测量仪坐标系到激光跟踪仪坐标系的变换矩阵，j＝1、2。