[發(fā)明專利]一種基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010435831.7
• 申請日: 2020-05-21
• 公開（公告）號: CN111536901B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪俊;丁超;楊建平;徐旭
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 蔣廈

本發(fā)明涉及一種基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描測量方法，由龍門和機(jī)器人組合形成移動式工裝，用于測量大型工件；利用平差原理建立高精度統(tǒng)一測量場，按照規(guī)劃路徑進(jìn)行掃描，構(gòu)建高精度三維模型。本發(fā)明采用龍門架、AGV小車及機(jī)械臂的組合可測大型工件，由多路激光跟蹤儀測量定向點初始坐標(biāo)，利用平差原理解并構(gòu)建測量場，可提高測量精度，采用三維激光掃描儀對大型待測件進(jìn)行三維掃描生成高精度三維點云模型。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化測量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描測量方法。

背景技術(shù)

隨著飛機(jī)的飛行速度、任務(wù)載荷的不斷提高，各種大型工件的制造數(shù)量越來越多，精度要求也越來越高。比如大型飛機(jī)壁板，它是由蒙皮和長桁等骨架零件組成的一個整體，具有比強(qiáng)度高、總體和局部穩(wěn)定性好、疲勞壽命長、表面光滑等特點，是現(xiàn)代飛機(jī)普遍采用的高效率結(jié)構(gòu)，能提高飛機(jī)的綜合性能。由于大型工件的尺寸巨大，厚度薄，表面結(jié)構(gòu)復(fù)雜，給測量帶來很大的困難。所以建立一套針對大尺寸工件的智能高效的測量設(shè)備和方法顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描方法。由龍門和機(jī)器人等組合形成移動式基礎(chǔ)工裝，由多路激光跟蹤儀測量定向點初始坐標(biāo)，利用平差原理解并構(gòu)建高精度測量場。

為解決上述技術(shù)問題/為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案是：

一種基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描測量方法，由龍門和機(jī)器人組合形成移動式工裝，用于測量大型工件；利用平差原理建立高精度統(tǒng)一測量場，按照規(guī)劃路徑進(jìn)行掃描，構(gòu)建高精度三維模型；測量方法包括以下步驟：

1)安裝龍門架及AGV小車,所述的龍門架包括兩側(cè)支撐架和連接兩側(cè)支撐架上端的水平承載部，所述龍門架的兩側(cè)支撐架各安裝在一個AGV小車上；

2)在龍門架的水平承載部上安裝機(jī)械臂，在所述的機(jī)械臂前端安裝激光掃描裝置；

3)在機(jī)械臂上的激光掃描裝置上安裝靶座和靶球，并根據(jù)待測工件的尺寸規(guī)模設(shè)計掃描節(jié)點及用于測量靶球的坐標(biāo)的激光跟蹤儀的位置；靶球的設(shè)置要求為能夠滿足坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換條件，使相鄰站位即相鄰激光跟蹤儀所在位置的公共定向點數(shù)大于3；

4)用激光跟蹤儀測量靶球的坐標(biāo)值，用激光掃描儀對待測工件按照規(guī)劃路徑進(jìn)行掃描；

5)用平差原理解算所有掃描節(jié)點的位姿下靶球球心坐標(biāo)；

6)對獲得的掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在統(tǒng)一坐標(biāo)系下構(gòu)建待測工件的三維模型。

進(jìn)一步的，至少需要兩臺龍門架，至少共設(shè)置四個AGV小車。

所述的掃描節(jié)點為在龍門架移動的規(guī)劃路徑中，龍門架所移動到的其中一個測量位置。

所述的公共定向點數(shù)為在相鄰的兩個掃描節(jié)點的位置時，激光跟蹤儀能看到的公共靶球數(shù)。

所述的激光掃描裝置為三維激光掃描儀，在規(guī)劃路徑中，所述的激光掃描裝置對工件進(jìn)行掃描，生成點云。

用激光跟蹤儀測量靶球的坐標(biāo)，以構(gòu)建高精度測量場。

所述的激光跟蹤儀的測站點數(shù)目大于4。

其中，令待測工件長度為L，激光掃描儀的有效測距為R,則掃描節(jié)點數(shù)目為

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的基于現(xiàn)場龍門與機(jī)器人組合式三維激光掃描測量方法，采用龍門架、AGV小車及機(jī)械臂的組合可測大型工件，由多路激光跟蹤儀測量定向點初始坐標(biāo)，利用平差原理解并構(gòu)建測量場，可提高測量精度，采用三維激光掃描儀對大型待測件進(jìn)行三維掃描生成高精度三維點云模型。

附圖說明