一种旋转激光束呈锥面扫描的测量装置的参数标定方法

摘要

本发明提出一种旋转光束呈锥面扫描的测量装置的参数标定方法，在实际测量前，对旋转激光束呈锥面扫描的测量装置进行参数标定。采用直接标定和间接标定相结合的方法对测量装置参数进行标定，标定步骤为呈锥面扫描光束的参数标定和上下传动轴在呈锥面扫描光束的坐标系下的方位标定。本标定方法充分利用了直接标定和间接标定的优点，间接标定所需标定装置简单，成本低，且易于实现。间接标定算法采用最优化方法，能够最大限度地减小误差的影响，提高标定精度。

主权项

一种旋转光束呈锥面扫描的测量装置的参数标定方法，其特征在于，采用直接标定和间接标定相结合的方法对测量装置参数进行标定，其步骤如下：1）呈锥面扫描光束的参数标定：采用间接标定方法，间接标定采用的标准块包括平面、圆柱面、圆锥面或球面等高精度标准型面；首先，对呈锥面扫描的光束进行数学建模，建立呈锥面扫描的光束坐标系；其次，手动操作测量装置对标准块的标准型面进行扫描测量，测量过程中保持上下传动轴的位置不变，由于所得测量点云的点全部在标准型面上，采用相关算法对测量点云进行最优化处理，得出锥形扫描光束参数的最优解；2）呈锥面扫描光束的坐标系和上下传动轴基准点坐标系位置关系标定：采用直接标定和间接标定相结合的方法，间接标定采用的标准块由三个相互垂直的平板装配而成，其中标准块的三个内表面作为标定基准平面，各自的平面度和相互间的垂直度均应小于被标定测量装置所要求的测量精度；首先，利用激光跟踪仪等高精度测量仪器建立标定坐标系，对标准块三个基准平面和测量装置上下传动轴的方位进行测量，采用相关算法由所述三个相对位置固定且互相垂直的基准平面上的点云得出最优基准坐标系和标定坐标系与最优基准坐标系的坐标转换关系，并将上下传动轴方位从标定坐标系转换到这个最优基准坐标系下，此时得出上下传动轴在最优基准坐标系下的方位；其次，手动操作测量装置对所述标准块的三个基准平面进行测量，测量过程中保持上下传动轴的位置不变，利用锥形扫描光束参数将测量点云的原始数据转化为测量点云在呈锥面扫描的光束坐标系下的坐标值；得出最优基准坐标系和最优基准坐标系与呈锥面扫描的光束坐标系的坐标转换关系；由此，得出呈锥面扫描的光束坐标系和上下传动轴位置关系。