[发明专利]摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法

摘要

本发明公开了一种摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法，该标定方法利用三边测量原理结合4台激光跟踪仪冗余自标定技术实现对摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态的标定。在轮廓仪横臂(工件转台)上安装靶球(猫眼)，固定四站激光跟踪仪的位置使其处于最优测量位置。横臂(工件转台)旋转一定角度，四站激光跟踪仪跟踪靶球(猫眼)进行扫描测量，通过获得的高精度旋转弧线上点的三维坐标，拟合出横臂旋转圆面(工件转台旋转圆面)，得到过圆心的法向量，通过计算出两条法线之间的空间状态关系，就可以得到摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态关系。本发明可以高精度的标定空间轴线的状态关系。

主权项

一种摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态标定方法，其特征在于：结合多边测量原理和4台激光跟踪仪冗余自标定方法实现摆臂式轮廓仪旋转轴空间状态的标定，采用激光跟踪仪、激光跟踪仪靶球、猫眼和摆臂式轮廓仪来实现该标定方法；所述多边测量原理是通过已知空间3个点的坐标和已知3个点到空间任意一点的距离，就可以确定出空间任意一点的空间坐标，多边测量原理只需要知道已知点和空间任意一点之间的距离值长度值，而不需要别的测量值就可以求出空间点的坐标；所述4台激光跟踪仪冗余自标定方法采用如下步骤：4台激光跟踪仪测量系统测量获得4个激光跟踪仪仪器坐标原点到靶球中心的距离，相比于多边测量原理就会冗余一个测距信息，冗余的一个距离信息能实现四站激光跟踪仪测量系统的自标定；因此，要实现系统的自标定，只需要增加动点即靶球测点的数量，使得多出的冗余距离方程个数大于系统未知参数的个数；所述4台激光跟踪仪冗余自标定方法的标定过程如下：激光跟踪仪通过测量激光跟踪仪仪器坐标原点到靶球球心的距离L，激光跟踪仪与靶球的水平夹角α和俯仰夹角β，即可求得靶球球心在激光跟踪仪坐标系下的坐标值，公式如下：x=rsinβcosαy=rsinβsinαz=rcosβ]]>激光跟踪仪测距是基于激光干涉测量原理，测角通过角度码盘获得；4台激光跟踪仪冗余自标定方法只采用测距信息，而舍去激光跟踪仪的测角信息，能得到高精度自标定值。