[发明专利]工件坐标系校准方法、装置及系统

权利要求书

1.一种工件坐标系校准方法，其特征在于，所述方法应用于工件坐标系校准系统，所述工件坐标系校准系统包括旋转机构平台、线激光立体相机以及校准设备，所述旋转机构平台，用于放置工件；所述旋转机构平台旋转至对应旋转位置时，所述线激光立体相机扫描工件获取至少两组工件单行点云，得到工件单行点云数组；

所述方法包括：

获取初始工件坐标系矩阵，并将所述初始工件坐标系矩阵转化成欧拉角矩阵；

获取至少三组工件单行点云及其对应的角度编码器值，分别得到工件单行点云数组和角度编码器值数组；

根据所述欧拉角矩阵、所述工件单行点云数组和所述角度编码器值数组计算得到工件点云；根据所述工件点云计算获得工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径；根据所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径计算得到总误差，所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径，包括上外径、上内径、下内径和下外径至少两种；

在所述总误差小于误差阈值时，转换所述欧拉角矩阵得到校正后的工件坐标系矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述欧拉角矩阵、工件单行点云数组和角度编码器值数组计算得到工件点云，包括：

根据所述角度编码器值数组分别获得对应的由所述欧拉角矩阵转换得到的位姿变换矩阵；

根据所述位姿变换矩阵和所述工件单行点云数组获得工件点云。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述位姿变换矩阵和所述工件单行点云数组获得工件点云，包括：

针对所述角度编码器值数组中各角度编码器值，执行下述处理步骤：

根据对应于该所述角度编码器值的位姿变换矩阵，右乘所述工件单行点云数组中对应于该所述角度编码器值的工件单行点云，得到对应该角度编码器值的子工件点云；

当根据各所述角度编码器值分别得到对应的子工件点云时，根据各所述子工件点云之和获得工件点云。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述工件点云计算获得工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径，包括：

提取所述工件点云中，工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径位置处一周的点云数据；

根据所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径位置一周的点云数据，分别拟合得到对应的空间球；

根据所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径位置一周的点云数据，分别拟合得到对应的空间平面；

根据所述空间球和对应的空间平面，分别确定工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

在所述总误差大于或者等于所述误差阈值时，修正所述欧拉角矩阵，并返回继续执行根据所述欧拉角矩阵、所述工件单行点云数组和所述角度编码器值数组，计算获得工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径的总误差。

6.一种工件坐标系校准装置，其特征在于，所述装置设置于工件坐标系校准系统，所述工件坐标系校准系统还包括旋转机构平台和线激光立体相机，所述旋转机构平台，用于放置工件；所述旋转机构平台旋转至对应旋转位置时，所述线激光立体相机扫描工件获取至少两组工件单行点云，得到工件单行点云数组，所述装置包括：

欧拉角矩阵转换模块，用于获取初始工件坐标系矩阵，并将所述初始工件坐标系矩阵转化成欧拉角矩阵；

数据获取模块，用于获取至少三组工件单行点云及其对应的角度编码器值，分别得到工件单行点云数组和角度编码器值数组；

工件坐标系矩阵转换模块，用于根据所述欧拉角矩阵、所述工件单行点云数组和所述角度编码器值数组计算得到工件点云；根据所述工件点云计算获得工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径；根据所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径计算得到总误差，所述工件垂直于旋转机构平台上端面方向的至少两个半径，包括上外径、上内径、下内径和下外径至少两种；当所述总误差小于误差阈值时，转换所述欧拉角矩阵得到校正后的工件坐标系矩阵。