[發(fā)明專利]基于多相機(jī)組合的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組在線測(cè)量方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010131883.1
• 申請(qǐng)日: 2010-03-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101825439A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫長(zhǎng)庫(kù);石永強(qiáng);王鵬;段紅旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/12
• 分類號(hào): G01B11/12;G01B11/00
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 劉國(guó)威

1.一種基于多相機(jī)組合的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組在線測(cè)量方法，其特征是：借助于由測(cè)量相機(jī)、定位相機(jī)、高精度機(jī)械導(dǎo)軌、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、光柵尺、照明系統(tǒng)和數(shù)據(jù)處理計(jì)算機(jī)組成的測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)定位后，由定位相機(jī)測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)缸體底面兩個(gè)定位孔的位置，以發(fā)動(dòng)機(jī)底面的兩個(gè)定位孔為基準(zhǔn)建立測(cè)量坐標(biāo)系，測(cè)量相機(jī)與步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的高精度機(jī)械導(dǎo)軌相配合進(jìn)行機(jī)械掃描實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組圓孔圖像采集，同時(shí)使用光柵尺上的高精度光柵傳感器對(duì)測(cè)量相機(jī)采集行位置進(jìn)行同步測(cè)量，最后通過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)字圖像處理和空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換得到發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組相對(duì)于測(cè)量坐標(biāo)系的直徑和位置測(cè)量結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多相機(jī)組合的發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組在線測(cè)量方法，其特征是，所述定位相機(jī)選用2臺(tái)面陣CCD相機(jī)，測(cè)量相機(jī)選用線陣CCD相機(jī)，標(biāo)定時(shí)，整個(gè)檢測(cè)系統(tǒng)建立以下五個(gè)坐標(biāo)系：標(biāo)定用靶標(biāo)坐標(biāo)系Ot-XtYtZt，被測(cè)缸體坐標(biāo)系Ob-XbYbZb，定位相機(jī)1圖像坐標(biāo)系O1-U1V1，定位相機(jī)2圖像坐標(biāo)系O2-U2V2，測(cè)量相機(jī)圖像坐標(biāo)系O-UV；其中測(cè)量相機(jī)圖像V向坐標(biāo)來(lái)源于精密光柵尺的測(cè)量結(jié)果；靶標(biāo)坐標(biāo)系Ot-XtYtZt以靶標(biāo)底面兩定位孔中心連線為X軸，以過(guò)左側(cè)定位孔中心且垂直于靶標(biāo)底面的直線為Z軸建立右手坐標(biāo)系，將靶標(biāo)坐標(biāo)系視為世界坐標(biāo)系，分別對(duì)定位相機(jī)1、2和測(cè)量相機(jī)圖像坐標(biāo)系與靶標(biāo)坐標(biāo)系進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定步驟，確定其之間的空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系：

λ1u1v11=M13×4xtytzt1]]>λ2u2v21=M23×4xtytzt1]]>λuv1=M3×4xtytzt1]]>

上式中，參數(shù)λ₁為定位相機(jī)1投影比例因子，M₁^3×4為定位相機(jī)1投影矩陣，參數(shù)λ₂為定位相機(jī)2投影比例因子，M₂^3×4為定位相機(jī)2投影矩陣，參數(shù)λ為測(cè)量相機(jī)投影比例因子，M^3×4為測(cè)量相機(jī)投影矩陣；

測(cè)量缸體時(shí)，需要找到被測(cè)缸體坐標(biāo)系和標(biāo)定時(shí)靶標(biāo)坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，被測(cè)缸體坐標(biāo)系Ob-XbYbZb以被測(cè)缸體底面兩定位孔中心連線為X軸，以過(guò)左側(cè)定位孔中心且垂直于被測(cè)缸體底面的直線為Z軸建立右手坐標(biāo)系，靶標(biāo)坐標(biāo)系與被測(cè)缸體坐標(biāo)系之間只存在坐標(biāo)原點(diǎn)在XOY平面上的平移和繞Z軸的旋轉(zhuǎn)，假設(shè)被測(cè)缸體左側(cè)定位孔在靶標(biāo)坐標(biāo)系Ot-XtYtZt下的坐標(biāo)為(xt1，yt1，0)，右側(cè)定位孔在靶標(biāo)坐標(biāo)系Ot-XtYtZt下的坐標(biāo)為(xt2，yt2，0)，繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角度為θ，可以得到被測(cè)缸體坐標(biāo)系Ob-XbYbZb和靶標(biāo)坐標(biāo)系Ot-XtYtZt的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系如下：

xbybzb=Rxtytzt+T,]]>其中T=xt1yt10,]]>R=cosθ-sinθ0sinθcosθ0001,]]>θ=arctanyt2-yt1xt2-xt1]]>

由以上坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以將測(cè)量相機(jī)圖像坐標(biāo)(u，v)統(tǒng)一到被測(cè)缸體坐標(biāo)系Ob-XbYbZb下：

xbybzb1=R001xtytzt1+T0=R001·λ·M3×4-1·uv1+T0]]>

標(biāo)定出投影比例因子λ₁、λ₂、λ和旋轉(zhuǎn)矩陣R、平移矢量T、投影矩陣M1、M2、M，即可完成對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸體結(jié)合面孔組的快速精確測(cè)量。