[實用新型]一種用于動態位姿測量的位姿測量裝置

有效

• 申請號: 201720939782.4
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN207198321U
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 裘祖榮;李浩鵬;路遙環;胡文川;劉佳琛
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/06
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 李麗萍

技術領域

本實用新型涉及一種用于動態位姿測量的位姿測量系統，可用于動態環境中待測目標的實時位姿精確測量。

背景技術

位姿測量是幾何量計量的重要內容，包括三維角度測量和三維位置測量，廣泛應用于精密加工制造、航天航空、軍事及通信等領域，其中動態位姿的實時在線測量技術越來越受到重視。目前常用的動態位姿測量方法存在著系統復雜、關鍵設備加工難度較大、光路裝調難度大、測量精度與量程相互制約等問題，且無法適應室外強光、潮濕以及震動等惡劣環境。

實用新型內容

針對上述現有技術，動態位姿實時測量技術中的不足，提供一種基于雙目機器視覺的用于動態位姿測量的位姿測量裝置，包括雙屏激光成像系統和雙目視覺檢測系統。雙屏激光成像系統接收十字線激光并在接收屏上成像；雙目視覺檢測系統實時拍攝兩接收屏上的十字激光圖像，并提取十字激光中心在圖像坐標系下的位置信息及十字橫向線與圖像坐標系橫坐標的夾角。

為了解決上述技術問題，本實用新型提出的一種用于動態位姿測量的位姿測量裝置，包括殼體，所述殼體內設有雙屏激光成像系統和雙目視覺檢測系統；所述雙屏激光成像系統包括第一激光接收屏、第二激光接收屏和透反棱鏡，第一激光接收屏和第二激光接收屏均涂覆有漫反射涂層，所述透反棱鏡的半透面上涂覆有500～600nm帶通濾光膜；所述第一激光接收屏和所述第二激光接收屏相互垂直放置，并且與所述透反棱鏡的相鄰兩面分別平行，所述第一激光接收屏與所述第二激光接收屏分別到所述透反棱鏡相鄰兩面的距離不等；所述雙目視覺檢測系統包括第一CCD相機和第二CCD相機，所述第一CCD相機用于對所述第一激光接收屏上的光斑圖像進行提取，所述第二CCD相機用于對所述第二激光接收屏上的十字光斑圖像進行提取。

進一步講，本實用新型，所述殼體為一直角殼體，包括按照直角依次排列并固定的第一激光接收屏及相機機械殼、透反鏡固定及光路通道殼和第二激光接收屏及相機機械殼；所述透反棱鏡布置在所述透反鏡固定及光路通道殼內，所述第一激光接收屏及相機機械殼內設有第一CCD相機支架和第一激光接收屏固定夾，所述第二激光接收屏及相機機械殼內設有第二CCD相機支架和第二激光接收屏固定夾，所述第一激光接收屏固定夾到所述透反棱鏡之間的距離與所述第二激光接收屏固定夾到所述透反棱鏡之間的距離不等；第一激光接收屏固定在所述第一激光接收屏固定夾上，第二激光接收屏固定在所述第二激光接收屏固定夾上，所述第一CCD相機固定在所述第一CCD相機支架上，所述第二CCD相機固定在所述第二CCD相機支架上；所述第一激光接收屏及相機機械殼、透反鏡固定及光路通道殼和第二激光接收屏及相機機械殼的底部均設有聯接板。

所述透反鏡固定及光路通道殼包括透反鏡固定及光路通道殼上蓋和透反鏡固定及光路通道殼底座，所述透反鏡固定及光路通道殼上蓋和透反鏡固定及光路通道殼底座扣合后連接為一體，所述透反鏡固定及光路通道殼的一端設有第一聯接板接口，所述透反鏡固定及光路通道殼的另一端設有法蘭接口；所述第一聯接板接口與所述第一激光接收屏及相機機械殼接板，所述法蘭接口與所述第二激光接收屏及相機機械殼連接。

所述第一激光接收屏及相機機械殼與所述第二激光接收屏及相機機械殼的結構相同，均包括上下扣合連接的激光接收屏及相機機械殼上蓋和激光接收屏及相機機械殼底座。

所述激光接收屏及相機機械殼底座的一端設有連接法蘭、接收屏固定夾螺紋固定孔和相機支架螺紋固定孔，所述激光接收屏及相機機械殼底座的另一端設有走線孔和第二聯接板接口。

所述第一激光接收屏固定夾和第二激光接收屏固定夾的結構相同，均為一凹字形槽夾板，在凹字形槽的底部設有柱形沉頭孔，在所述凹字形槽夾板的一側設有緊固螺紋孔。

所述第一CCD相機支架和第二CCD相機支架的結構相同，均為梯形支架，所述梯形支架的頂部設有兩個豎直的側壁，所述側壁上設有相機連接口，所述梯形支架的底部為封閉的連接板，所述連接板上設有支架固定孔。

所述聯接板包括轉接法蘭和固定法蘭，所述轉接法蘭與固定法蘭相互垂直，所述轉接法蘭上設有轉接柱形沉頭孔，所述固定法蘭上設有固定柱形沉頭孔。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)本實用新型的測量精度可以通過加大光路通道的距離以及換用更高CCD相機的分辨率來提高，量程可以通過擴大激光接收屏的面積來實現，因此，本實用新型裝置的量程和精度可調。

(2)本實用新型以檢測環境外的不動點為檢測基準，可以測量動態環境中(如震動、撓曲變形下)測量目標相對于不動點的實時位姿信息，適用于震動環境中物體位姿的測量。