申请/专利权人：中国科学院西安光学精密机械研究所

申请日：2023-12-12

公开（公告）日：2024-03-29

公开（公告）号：CN117782530A

主分类号：G01M11/02

分类号：G01M11/02;G01B11/24

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.16#实质审查的生效;2024.03.29#公开

摘要：本发明涉及一种系统的位姿标定方法，为解决现有标定方法存在的成本高、步骤繁琐和计算量大的问题，而提供一种条纹反射测量系统中各组件的位姿标定方法。本发明包括以下步骤：1准备激光跟踪仪、相机、显示器、棋盘格靶标板、待测镜、型材架、光学平台、激光靶球和L型工装；2安装激光跟踪仪至预设位置并调节，安装相机和显示器，将棋盘格靶标板和待测镜安装至光学平台上的预设位置，将激光靶球和L型工装放置在棋盘格靶标板的预设位置；3建立世界坐标系、相机坐标系、显示器坐标系、镜面坐标系和棋盘格坐标系；4计算出其他坐标系相对于世界坐标系的坐标变换矩阵，从而得到条纹反射测量系统中各组件的位姿关系。

主权项：1.一种条纹反射测量系统中各组件的位姿标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、准备激光跟踪仪11、相机2、显示器3、型材架和光学平台6；准备待测镜5；准备如下标定组件：棋盘格靶标板4、L型工装401和与激光跟踪仪11配套的激光靶球402；步骤2、安装激光跟踪仪11至预设位置，并调节激光跟踪仪11至就绪状态；将相机2和显示器3安装至型材架上的预设位置，将待测镜5安装至光学平台6上的预设位置；将棋盘格靶标板4安装至光学平台6上的预设位置，然后将L型工装401和激光靶球402安装至棋盘格靶标板4上的预设位置，组成条纹反射测量系统；步骤3、选取光学平台6上的任意一点，建立世界坐标系OW-XWYWZW；依据相机2的本体位置与光轴方向，建立相机坐标系OC-XCYCZC；使用激光跟踪仪11配合激光靶球402，分别拟合出显示器3的屏幕、待测镜5的一个平面，并分别确定待测镜5的该平面以及显示器3的屏幕所在平面的一个法向量和一个原点，依据法向量和原点建立显示器坐标系OL-XLYLZL和镜面坐标系OM-XMYMZM；使用相机2拍摄棋盘格靶标板4的至少三张俯视图全貌照片，并建立棋盘格坐标系OQ-XQYQZQ；步骤4、以显示器坐标系OL-XLYLZL的原点和三个坐标轴为基准，计算出显示器坐标系OL-XLYLZL相对于世界坐标系OW-XWYWZW的旋转矩阵R1和平移向量T1，从而得到显示器坐标系OL-XLYLZL与世界坐标系OW-XWYWZW之间的坐标映射关系；步骤5、选取待测镜5上表面、下表面的其中一个表面，使用激光跟踪仪11配合激光靶球402获取该表面上至少三个不同点的坐标，计算出该表面的平面方程；然后根据该平面方程、待测镜5表面上的至少三个点的坐标以及世界坐标系OW-XWYWZW和镜面坐标系OM-XMYMZM，计算出镜面坐标系OM-XMYMZM相对于世界坐标系OW-XWYWZW的旋转矩阵R2和平移向量T2，从而得到镜面坐标系OM-XMYMZM与世界坐标系OW-XWYWZW之间的坐标映射关系；步骤6、利用步骤3中相机2拍摄的至少三张照片，计算出棋盘格坐标系OQ-XQYQZQ相对于相机坐标系OC-XCYCZC的旋转矩阵R3和平移向量T3，从而得到棋盘格坐标系OQ-XQYQZQ与相机坐标系OC-XCYCZC之间的坐标映射关系；步骤7、利用步骤3中相机2拍摄的照片，得到激光靶球402与棋盘格靶标板4接触点的坐标，计算出棋盘格坐标系OQ-XQYQZQ相对于世界坐标系OW-XWYWZW的旋转矩阵R4和平移向量T4，从而得到棋盘格坐标系OQ-XQYQZQ与世界坐标系OW-XWYWZW之间的坐标映射关系；步骤8、利用步骤6和步骤7得到的两组旋转矩阵和平移向量，计算出相机坐标系OC-XCYCZC相对于世界坐标系OW-XWYWZW的旋转矩阵R5和平移向量T5，从而得到相机坐标系OC-XCYCZC与世界坐标系OW-XWYWZW之间的坐标映射关系，完成条纹反射测量系统的位姿标定。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院西安光学精密机械研究所 一种条纹反射测量系统中各组件的位姿标定方法

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