[發明專利]基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量方法和系統

無效

• 申請號: 200810052775.8
• 申請日: 2008-04-17
• 公開（公告）號: CN101261118A
• 公開（公告）日: 2008-09-10
• 發明（設計）人: 邾繼貴;劉常杰;吳斌;郭磊;任永杰
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;B25J9/00;B25J9/22
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所
• 代理人: 張宏祥

1.一種基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量方法，其特征是，包括以下步驟：

①定義測頭測量坐標系O_sX_sY_sZ_s；測頭上安裝測頭控制點，定義測頭控制坐標系O_cX_cY_cZ_c；確定測頭控制坐標系O_cX_cY_cZ_c與測頭測量坐標系O_sX_sY_sZ_s之間的關系M_sc；將測頭安裝在機器人關節臂的末端工具上，示教機器人；

②標定全局控制相機；全局控制相機的安裝位置應滿足三維測頭在空間所有測量位置下，三維測頭上至少三個測頭控制點出現在相機的公共視場中；相機坐標系之間的轉換關系預先標定好，定義全局坐標系O_gX_gY_gZ_g；

③測頭在機器人的帶動下運動到測量位置，測頭采集被測物的三維形貌數據，同時全局控制相機對測頭控制點拍照，確定當前測量位置下測頭控制坐標系O_ciX_ciY_ciZ_ci與全局坐標系O_gX_gY_gZ_g之間的關系M_cig；重復上述過程，直到數據采集完畢；

④測頭和全局控制相機將采集的數據傳送給控制計算機，控制計算機對所有圖像數據進行處理，獲得統一在全局控制坐標系O_gX_gY_gZ_g下的被測物表面的整體三維形貌。

2.一種基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，包括機器人、三維測頭、測頭控制點和全局控制相機，其中測頭控制點安裝在三維測頭，三維測頭安裝在機器人關節臂的末端工具上，全局控制相機的安裝位置應滿足機器人在空間所有測量位置下，三維測頭上的所有測頭控制點均出現在相機的公共視場中。

3.根據權利要求2所述的基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，所述全局控制相機至少是一部。

4.根據權利要求2所述的基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，所述測頭控制點采用精密圓球的球心或平面圓的圓心定位。

5.根據權利要求3所述的基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，所述全局控制相機是一部。

6.根據權利要求3所述的基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，所述全局控制相機是二部。

7.根據權利要求2所述的基于機器人的快速自動化三維形貌在線測量系統，其特征是，所述測頭控制點至少設置三個。