[发明专利]一种检具测量方法、测量装置及探针光笔结构

权利要求书

1.一种检具测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、对双相机测量系统进行标定；

S2、通过已标定的双相机测量系统采集带有标志点的探针光笔的图像，经解算建立探针光笔坐标系，并确定所述探针光笔的探头在所述探针光笔坐标系的位置；

S3、使用所述探针光笔的探头分别接触所述检具的多个内壁，通过所述已标定的双相机测量系统采集所述探针光笔在接触点的图像，识别所述标志点并确定所述标志点在世界坐标系下的坐标值；根据所述标志点在所述探针光笔坐标系下的坐标值和所述世界坐标系下的坐标值确定所述探针光笔坐标系与所述世界坐标系的转换关系；根据所述探针光笔的探头在所述探针光笔坐标系的位置，基于所述转换关系确定所述探针光笔的探头所接触的多个内壁接触点在所述世界坐标系下的位置；

S4、根据所述接触点在所述世界坐标系下的位置，确定所述多个内壁在所述世界坐标系下的位置关系，并由所述多个内壁的位置关系得出检具测量结果。

2.如权利要求1所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S1中，通过固定位置的双相机拍摄带有标志点的十字标尺在不同位置下的图像，根据采集到的图像，标定双相机的外部参数、内部参数以及镜头畸变参数。

3.如权利要求2所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S1中，将所述十字标尺放在与所述双相机测量系统相距设定距离的中心位置处，以向左、右、前、后倾斜各15°-20°的方式变换所述十字标尺的姿态，在每种倾斜姿态下采集8-15张标尺图像。

4.如权利要求1所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S2中，将所述探针光笔放在与所述双相机测量系统相距设定距离的中心位置处，所述探针光笔绕中心轴旋转360°，每转动10°-15°时通过所述双相机测量系统拍摄一次，获取所述探针光笔在不同旋转位置下的图像序列。

5.如权利要求3或4所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S1和步骤S2中，所述设定距离为180mm-300mm。

6.如权利要求1至4任一项所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S3中，利用奇异值分解法确定所述探针光笔坐标系与所述世界坐标系的转换关系。

7.如权利要求1至4任一项所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S3中，所述检具具有3个内壁，所述3个内壁形成1个底面和与所述底面垂直的2个侧壁的凹槽式结构，所述探针光笔的探头与每个内壁的接触点数为5-8个。

8.如权利要求7所述的检具测量方法，其特征在于，步骤S3中，还使用所述探针光笔的探头分别接触所述检具的2个侧壁的顶面并采集所述探针光笔的图像，步骤S4中，还通过所述2个侧壁的顶面的接触点在所述世界坐标系下的位置确定虚拟的上平面在所述世界坐标系下的位置；通过所述2个侧壁的位置得到竖直均分面的位置，通过所述底面和所述上平面的位置得到水平均分面的位置，通过竖直均分面和水平均分面的位置，利用面面以直线相交原理，确定所述检具的中心轴线的位置。

9.一种用于如权利要求1至8任一项所述的检具测量方法的探针光笔结构，其特征在于，包括探针光笔和座体，其中所述探针光笔带有标志点，所述座体包括中间部和对称设置中间部两侧的两个翼部，所述中间部和所述两个翼部的正面均带有标志点，所述中间部的顶端中央具有凹陷，标定所述探针光笔时，所述探针光笔的探头定位于所述凹陷中。

10.一种检具测量装置，其特征在于，包括双相机测量系统、探针光笔、检具和处理器，所述处理器经配置以实现：

对双相机测量系统进行标定；

对通过已标定的双相机测量系统采集的带有标志点的探针光笔的图像，经解算建立探针光笔坐标系，并确定所述探针光笔的探头在所述探针光笔坐标系的位置；

对通过所述已标定的双相机测量系统采集的所述探针光笔在检具接触点的图像，识别所述标志点并确定所述标志点在世界坐标系下的坐标值；根据所述标志点在所述探针光笔坐标系下的坐标值和所述世界坐标系下的坐标值确定所述探针光笔坐标系与所述世界坐标系的转换关系；根据所述探针光笔的探头在所述探针光笔坐标系的位置，基于所述转换关系确定所述探针光笔的探头对所述多个内壁的接触点在所述世界坐标系下的位置；

根据所述接触点在所述世界坐标系下的位置，确定所述多个内壁在所述世界坐标系下的位置关系，并由所述多个内壁的位置关系得出检具测量结果。