[发明专利]一种基于激光跟踪仪多站布局的曲面轮廓测量方法

说明书

本发明公开了一种基于激光跟踪仪多站布局的曲面轮廓测量方法。在曲面物体的两侧分别布置两台激光跟踪仪，激光跟踪仪中的绝对测距仪分别发出一束激光束并结合靶球接收分析处理；曲面物体上设置至少三个能同时被两台激光跟踪仪探测到的公共测量点测量并进行坐标系统一，曲面物体上设置有多个仅能被一个激光跟踪仪探测到的测量点并测量得到曲面物体的曲面轮廓测量数据；温湿度传感器记录温湿度并通过串行接口被传送给计算机，利用温湿度补偿激光跟踪仪的数据结果。本发明方法利用两台激光跟踪仪及多个靶球形成多站测量方案，避免了公共测量点测量时，移动激光跟踪仪进行转站所带来的转站误差，提高了测量精度和准确性。

技术领域

本发明涉及检测技术领域的一种激光跟踪仪优化测量方法，尤其是涉及一种基于激光跟踪仪多站布局的曲面轮廓测量方法。

背景技术

激光跟踪仪是一种大尺寸绝对距离测量仪器，广泛应用于海工装备、飞机制造、轨道交通等领域的大型部件的装配测量。大型零部件装配测量中，由于被测曲面轮廓各不相同且尺寸及测量范围大，通常无法利用一个测量设备实现测量。目前国内外在大型零部件装配中曲面测量主要采用转站的测量方法为：单激光跟踪仪转站测量方法、激光跟踪仪与其他测量仪器配合转站的测量方法。单激光跟踪仪转站测量方法需要在转站前后对公共测量点进行测量，但是转站尤其仪器搬运会降低测量精度；激光跟踪仪与其他测量仪器配合转站的测量方法需要将所有测量仪器的统一到同一坐标系，且不同测量设备软件和数据兼容性比较复杂，不利于操作，成本较高。

中国发明专利CN105203131A激光跟踪仪转站方法，提供了一种利用一个激光跟踪仪实现转站的测量方法，这种测量方法可有效解决大型零部件装配过程中激光跟踪仪转站精度低的问题，但是在测量过程中，尤其在复杂曲面测量时，需要多次移动激光跟踪仪进行转站，容易引入转站误差。

发明内容

为了解决现有技术中激光跟踪仪转站而降低测量精度的问题，本发明提供一种基于激光跟踪仪多站布局的曲面轮廓测量方法，通过多个激光跟踪仪多站布局结合多测量点分布，有效扩大测量范围，提高转站精度，解决了单个激光跟踪仪转站误差的技术问题，解决了现有技术中激光跟踪仪转站过程测量结果引入的精度降低的问题，实现三维大尺寸曲面轮廓的测量。

本发明针对大尺寸零部件实现三维测量，主要针对的曲面物体为带有曲面表面的物体或者本身物体表面为曲面的物体。以曲面物体为被测目标，其形状复杂，利用单一站位无法实现整体测量。

所述方法对曲面物体的曲面表面进行测量，或者对曲面物体物体表面进行测量。

本发明的技术方案是：

方法包括如下步骤：

步骤一：在曲面物体的两侧分别布置两台激光跟踪仪，两台激光跟踪仪的探测方向均朝向曲面物体的两侧，并在曲面物体附近安装气象测量模块；

步骤二：其中一个激光跟踪仪作为主站，另一个激光跟踪仪作为从站，

打开激光跟踪仪，两台激光跟踪仪中的绝对测距仪分别发出一束激光束，将激光束打到曲面物体上的靶球并被反射后接收，进行跟踪靶球获得公共测量点的点云数据并发送到计算机进行分析处理；

步骤三：曲面物体上设置至少三个能同时被两台激光跟踪仪探测到的公共测量点，公共测量点上固定放置靶球，分别利用两台激光跟踪仪按照步骤二方式进行测量，两台激光跟踪仪获得的公共测量点的点云数据分别存储于两组数据组；

利用最佳拟合转化将两组数据组中的靶球位置重合，再通过测量拟合优化数字化模型，将两台激光跟踪仪各自测量的公共测量点的两个测量坐标系统一到同一测量坐标系下，进行坐标系统一。

步骤四：两台激光跟踪仪的测量