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激光测头的光束空间矢量标定方法

毕超 刘京亮 刘飞 吕来鹏 雷雯铭

毕超, 刘京亮, 刘飞, 吕来鹏, 雷雯铭. 激光测头的光束空间矢量标定方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3775-3781.
引用本文: 毕超, 刘京亮, 刘飞, 吕来鹏, 雷雯铭. 激光测头的光束空间矢量标定方法[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3775-3781.
Bi Chao, Liu Jingliang, Liu Fei, Lv Laipeng, Lei Wenming. Calibration method of space vector of beam for point laser sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3775-3781.
Citation: Bi Chao, Liu Jingliang, Liu Fei, Lv Laipeng, Lei Wenming. Calibration method of space vector of beam for point laser sensor[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3775-3781.

激光测头的光束空间矢量标定方法

基金项目: 

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题(2013ZX04011031)

详细信息
    作者简介:

    毕超(1987-),男,硕士,工程师,主要从事精密测试技术及仪器方面的研究。Email:773721278@qq.com

  • 中图分类号: TH741

Calibration method of space vector of beam for point laser sensor

  • 摘要: 为了完成三维型面的高效扫描测量,将激光测头通过回转台安装在三坐标测量机Z轴的移动末端上,以搭建非接触式的光学坐标测量系统。在被测表面三维点云的创建过程中,需要将激光测头的一维距离值转化为测量点的三维坐标值,为此,提出了基于球面的光束空间矢量标定方法。在标定过程中,通过控制测量机X、Y和Z轴的运动实现测头的标定轨迹,使测头能够采集到球面上的若干测量点,同时记录下各轴的光栅尺读数和测头的输出。然后,应用这些数据和球面的约束方程来建立超定非线性方程组,并采用矩阵最小二乘法求解出测量光束所在直线的单位方向向量。最后,将一个直径已知的金属球作为被测对象,应用所搭建的测量系统在10个不同方位对其直径进行测量,所得结果的测量误差均小于0.05 mm,充分说明了所提出的标定方法的有效性,从而为实现空间自由曲面的精密高效测量奠定了基础。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-05
  • 修回日期:  2015-05-03
  • 刊出日期:  2015-12-25

激光测头的光束空间矢量标定方法

    作者简介:

    毕超(1987-),男,硕士,工程师,主要从事精密测试技术及仪器方面的研究。Email:773721278@qq.com

基金项目:

“高档数控机床与基础制造装备”科技重大专项课题(2013ZX04011031)

  • 中图分类号: TH741

摘要: 为了完成三维型面的高效扫描测量,将激光测头通过回转台安装在三坐标测量机Z轴的移动末端上,以搭建非接触式的光学坐标测量系统。在被测表面三维点云的创建过程中,需要将激光测头的一维距离值转化为测量点的三维坐标值,为此,提出了基于球面的光束空间矢量标定方法。在标定过程中,通过控制测量机X、Y和Z轴的运动实现测头的标定轨迹,使测头能够采集到球面上的若干测量点,同时记录下各轴的光栅尺读数和测头的输出。然后,应用这些数据和球面的约束方程来建立超定非线性方程组,并采用矩阵最小二乘法求解出测量光束所在直线的单位方向向量。最后,将一个直径已知的金属球作为被测对象,应用所搭建的测量系统在10个不同方位对其直径进行测量,所得结果的测量误差均小于0.05 mm,充分说明了所提出的标定方法的有效性,从而为实现空间自由曲面的精密高效测量奠定了基础。

English Abstract

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