[发明专利]一种复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法

权利要求书

1.一种基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于：分别利用线激光传感器和接触式测头测量同一标准平面，线激光传感器测量值和接触式测头测量值都同时符合同一个平面方程；求解出线激光传感器测量值和接触式测头测量值之间的转换关系初值；通过线激光传感器和接触式测头测量多个角度的标准球，优化整个系统的误差，得到线激光传感器和接触式测头之间的精确转换关系。

2.如权利要求1所述的基于平面目标的复合式线激光测量系统多轴空间坐标系标定方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、利用接触式测头直接在标准平面上采集测量点，利用最小二乘法拟合平面方程；

步骤二、利用线激光传感器扫描同一平面，得到一系列线激光传感器采集点S_n和与之对应的机床光栅坐标值为ΔP_n；

步骤三、建立数学模型，使得线激光传感器所有测量点符合相应的接触式测头测量的平面方程；

步骤四、牛顿迭代法求解方程；选取目标函数为测量的点到拟合的平面的距离作为误差值，非线性优化目标函数达到最小。

3.如权利要求1所述的线激光传感器为二维传感器，其特征在于，线激光传感器的CCD原始采集图像无法获取。

4.如权利要求1所述的线激光测量系统标定，其特征在于，。同时得到线激光传感器两个坐标轴在接触式测头坐标系中的方向，形成旋转和平移矩阵。

5.一种利用球形目标进行线激光测量系统多轴空间坐标系标定优化的方法，其特征在于，先通过平面目标标定线激光传感器和测量机接触式测头之间的关系；以此标定结果作为较为初始值，再利用转台不同角度的球目标优化系统标定参数；优化方法为带入转台标定数据后，线激光传感器测量数据应符合接触式测头测量得到的球面方程；选取目标函数为线激光测量点到接触式测量球面的距离，优化目标函数使距离和最小。

6.如权利要求6所述的优化方法，其特征在于，包含如下步骤：

步骤一、通过接触式测头测量标准球的方法，先标定出转台坐标系；之后接触式测头和线激光传感器同时测量多角度下的标准球；将线激光传感器测量数据带入下述公式：

步骤二、采用Levenberg-Marquardt迭代法求解方程；选取目标函数为线激光测量点到接触式测量球面的距离，优化目标函数使距离和最小。