[发明专利]一种激光辅助视觉实时位置测量装置及其测量方法

权利要求书

1.一种激光辅助视觉实时位置测量装置，其特征在于：包括

一测量底座，所述测量底座包括自上而下依次分布的旋转上底座、固定下底座，在固定下底座的中部位置具有一向上伸出的旋转轴，该旋转轴由安装在固定下底座内的伺服电机驱动进行转动，所述旋转轴的顶端与旋转上底座的底端的中部位置相连，并带动旋转上底座进行360°自由旋转，所述旋转上底座与固定下底座之间留有间隙；

安装在旋转上底座上的相机、激光测距仪、XY振镜机构及控制器，所述相机安装在旋转上底座的中部位置，激光测距仪与控制器分别位于相机的两侧，XY振镜机构安装在相机的上方；

所述激光测距仪包括基座、安装在基座内的激光发射器、位于激光发射器上方的反光镜，反光镜安装在反光镜安装板，反光镜安装板通过一竖板与基座相连，所述反光镜倾斜设置；

所述XY振镜机构包括一倒U字形振镜安装座，振镜安装座安装在相机的外侧并覆盖相机，在振镜安装座上安装有一L形振镜座，且振镜座的开口对着反光镜，在振镜座上安装有上下分布的两个振镜板，两个振镜板分别由安装在振镜座上的独立的振镜电机驱动进行摆动，振镜电机的输出端通过振镜杆与振镜板相连，两个振镜杆垂直分布；

所述控制器与固定下底座上的伺服电机、相机、激光测距仪、XY振镜机构的两个振镜电机之间通过信号进行信息传输与控制。

2.根据权利要求1所述的激光辅助视觉实时位置测量装置，其特征在于：所述固定下底座、旋转上底座均呈圆盘状，且在固定下底座圆周外表面的上侧与旋转上底座圆周外表面的下侧还设置有一一对应的刻度。

3.根据权利要求1所述的激光辅助视觉实时位置测量装置，其特征在于：所述反光镜与反光镜安装板之间的连接为：在反光镜的两侧的中部位置均具有一安装通孔，通过销轴穿过反光镜上的通孔与反光镜安装板相固定，实现了反光镜与反光镜安装板之间的连接，所述反光镜与反光镜安装板之间留有间隙，在反光镜安装板上还安装有调节螺栓，所述调节螺栓穿过反光镜安装板后抵住反光镜的上端面的上下两侧。

4.根据权利要求1所述的激光辅助视觉实时位置测量装置，其特征在于：所述振镜电机、振镜杆与振镜座之间的连接为：在振镜座上具有一容振镜杆穿过并上下活动的通槽，振镜电机通过螺钉固定在振镜座的外侧，所述振镜电机的输出端与振镜杆相连，振镜杆从振镜座上的通槽穿过后与振镜板相连。

5.一种基于权利要求1所述的激光辅助视觉实时位置测量装置的测量方法，其特征在于：包括下述步骤：

a）使用前准备：首先，将相机与XY振镜机构进行联合标定，实现相机采集到的图像像素和XY振镜机构控制信号相对应，然后将各个设备及控制器初始化；

b）目标初检测：启动相机，旋转上底座开始匀速定方向旋转，相机针对特定目标对视野内图像进行检测；

c）目标跟踪：相机检测到目标后，相机传输信号给控制器，再由控制器控制伺服电机工作，从而控制旋转上底座沿目标运动方向旋转，对目标进行跟踪，同时实时输出目标的质心图像像素点坐标至控制器；

d）目标距离测算：控制器根据传入的像素坐标，利用标定信息，控制XY振镜机构改变激光测距仪的激光光路，使其照射到目标上实现距离的测量，再根据伺服电机编码信号和XY振镜机构振镜电机编码信号计算出目标角度；

e）目标距离输出：控制器将目标相对距离和角度信息通过无线通信协议输出。