[发明专利]一种检具测量方法、测量装置及探针光笔结构

说明书

一种检具测量方法、测量装置及探针光笔结构，该方法包括：通过已标定的双相机测量系统采集探针光笔图像，建立探针光笔坐标系，确定探头在探针光笔坐标系的位置；探针光笔的探头分别接触检具的多个内壁，采集探针光笔的图像，识别标志点并确定标志点在世界坐标系下的坐标值；根据标志点在探针光笔坐标系下的坐标值和世界坐标系下的坐标值确定坐标系转换关系；根据探头在探针光笔坐标系的位置，基于转换关系确定探头对内壁接触点在世界坐标系下的位置；根据接触点在世界坐标系下的位置，确定多个内壁在世界坐标系下的位置关系，并得出检具测量结果。本发明可准确快速地实现检具的精度测量。

技术领域

本发明涉及一种检具测量方法、测量装置及探针光笔结构。

背景技术

现如今，管路类零件广泛应用于汽车、航空、船舶等领域，对于汽车、飞机等日常人们出行必须的交通工具，管路类零件担负着输油输气等重要任务。大批量的管件需求，要求对生产的弯管进行严格的品质检测。检具便是可以直接检测产品尺寸、形状特征是否合格的检测工具，因其结构简单，使用方便，被广泛应用于各类生产企业。

由于管件具有很强的专用性，因此检具也具有很强的专用性。不同的形状、尺寸的管件则需要对应的检具来检测。目前，对于检具的精度测量方式还不是很多，目前已有的检测方式包含三坐标测量机检测、光学三维测量系统检测、便携式3D扫描仪检测。三坐标测量机的精度相对最高，但其可移动采点的范围有限，只可在固定区域内进行检测，为适应不同尺寸检具，需要不同的测量机测量，成本较高；相比较而言，光学三维测量系统和便携式3D扫描仪，可根据需要不断移动测量头的位置采图，便携易操作，但对于管路端面、折弯处等采集死角，很难采集到合适的图像，精度较低。

发明内容

本发明的主要目的在于克服上述技术缺陷中的至少一种，提供一种检具测量方法、测量装置及探针光笔结构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种检具测量方法，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，步骤S1和步骤S2中，所述设定距离为80mm-300mm。

进一步地，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。