CN103994730A - 柱状体外周形状测量装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种柱状体外周形状测量装置与方法，实现对柱状体（物体，人体，或动物）的外周形状测量，获得其一个截面的形状数据，所述装置具有结构简单、灵活、高精度的特点，适用于医学测量、工业测量或其他需要对柱状物的外周形状进行测量的地方。该装置由机械扫描环状结构、光学测距探头、运动控制模块、位置反馈模块、数据采集和分析系统组成。该测量装置对物体表面不接触，对物体无创并且无辐射，使用安全，对环境无特殊要求。

Description

柱状体外周形状测量装置与方法

技术领域

本发明涉及一种物体外形的测量装置与方法，特别是一种柱状体外周形状测量装置与方法。

背景技术

在医学测量和工业测量中，人们常常需要对物体的外形和尺寸进行测量，目前的测量设备有：三座标测量系统、固定式激光扫描系统和机械臂抄数机。上述设备不仅可以对物体进行三维测量，还可以对柱状体的外周形状进行测量。但是上述设备在测量的时候对物体的大小和测量状态有很高要求，例如，在测量时，被测物体必须能够摆放在测量装置上，被测物在测量过程中不能随意移动；并且传统的测量探头均为接触式的测量探头，对于某些柔性物体(如人体)不适合。

采用固定式激光扫描系统对物体外周形状的测量的时候是将被测物放置到测距仪前并且对被测物进行旋转，同时记录旋转的位置，从而得到其一周的测量数据。这种方法不适于被测物不便旋转的情况，比如人体的测量。另一种方法是对被测物不进行旋转，而将探测装置旋转，这也是一种常见的3D测量方法，比如人体外形的测量和其他物件的扫描测量。这类装置通常都有一个基座，被测物或人置于基座上，基座带动扫描臂进行扫描。对于一个长形的柱状体，当物体的长度大于扫描臂时，就无法将大出的部位置入测量范围，从而无法测量。

近些年出现的手持式激光扫描仪具有很大的灵活性，使用中不需要将被测物移动到系统的测量位置，而可以手持扫描头，到现场对物体进行扫描，获得物体的三维数据。按照需要的路径扫描，也可以获得柱状体的截面形状，但需要明确扫描的范围并对数据进行后处理来得出一个截面的外周形状。另外，激光扫描头也存在激光辐射的问题，例如对头部进行测量的时候，需要避免激光进入人眼。

由上可知，现有技术中的测量设备比较复杂并且限制条件很多，不适合对柱状体或人体进行测量。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种柱状体外周形状测量装置与方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种柱状体外周形状测量装置，包括外部机架、定位支撑装置、位置编码读取装置、驱动装置、初始定位装置、转环、测距模块和控制与显示模块；

所述驱动装置、定位支撑装置、位置编码读取装置、初始定位装置和控制与显示模块均设置在外部机架上，外部机架的中部开有圆形通孔，圆形通孔的内壁设置转环，转环的上设置测距装置,所述测距装置包括至少一个测距探头，所述测距探头均对准转环的圆心，驱动装置用于驱动转环旋转，定位支撑装置用于对转环进行支持定位，位置编码读取装置用于确定转环角度；所述驱动装置、测距模块、位置编码读取装置、初始定位装置均与控制与显示模块相连。

图1所示测距装置包括四个相同的测距探头，该四个测距探头均匀的分布在转环上；所述测距探头为光学测距探头或超声测距探头。

所述驱动装置包括内部防护环，该内部防护环位于转环的内侧。防护环不影响探测器的工作，但防止外部物件或人手进入转环内。

所述驱动装置包括驱动滑轮和驱动电机，所述驱动滑轮在驱动电机的带动下旋转，该驱动滑轮通过固定件固定在外部机架上并与转环相接触。

所述定位支撑装置的数量大于等于1，每个定位支撑装置均包括固定件和支撑滑轮，所述支撑滑轮通过固定件设置在外部机架上，每个支撑滑轮均与转环相接触。

支撑滑轮的外周开有凹槽，转环的周边嵌套在支撑滑轮外周的凹槽内；或者，转环的外周开有凹槽，支撑滑轮的周边嵌套在转环外周的凹槽内。

位置编码读取装置包括编码器支架、编码器弹簧、编码器和编码器接触轮,所述编码器设置在编码器支架上，编码器上装有编码器接触轮，所述编码器接触轮与转环相接触，编码器支架上还设置编码器弹簧，编码器弹簧的另一端与外部机架相连。

测距探头上设置充电电池，充电电池由与其配套的无线充电器充电，无线充电器包括无线充电接收模块和无线充电发送模块，所述无线充电接收模块设置在转环上并与充电电池相连，为其充电，无线充电发送模块设置在外部机架上；

或者转环的外周设置一组以上的导电环，在外部机架上设置对应的导电刷，所述导电刷与导电环相接触，形成外部机架和内部转环的电连接，从而对转环上的测距探头供电。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的标定方法，采用全周旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架的两侧，并通过外部机架上的定位孔确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤2、测量系统初始化，将转环归位到初始位置；

步骤3、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤4、采用最小二程法对测量的数据进行曲线拟合，使拟合误差最小，计算出拟合的圆和圆心(X₀，Y₀)；

步骤5、将所有测量的数据减去(X₀，Y₀)，得到归中心后的测量数据；

步骤6、将归中心后的测试数据与拟和圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的标定方法，采用局部旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤A、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架的两侧，并通过外部机架上的定位孔确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤B、测量系统初始化，将转环归位到初始位置；

步骤C、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤D、将两个标定物支撑台平移到另一固定位置，标定物随之平移距离D，所述D＞0；

步骤E、再次运行一次测量，并记录测量数据；

步骤F、采用最小二乘法对两次测量数据进行圆弧的拟和，圆心一的坐标为：(X₀，Y₀)；圆心二的坐标为：(X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²))，d表示平移平台移动距离D后圆心在X方向的分量；

步骤G、采用最小二乘数值求解法使两组数据拟和后的综合误差最小，计算出此时的X₀，Y₀和d；

步骤L、将第一组数据减去(X₀，Y₀)，将第二组数据减去(X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²))，得到两组归中心后的数据；

步骤I、将归中心后的测试数据与半径为R的圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。

该局部旋转校准方法可以多次移动平台，并多次采集数据，将采集到的数据按上述计算法进行拟和计算，得到校准参数，提高校准精度。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的柱状体外周形状测量装置可以对柱状物进行全周(360度)或局部范围的连续测量；2)装置为中空结构，被测柱状物可以从中穿过；3)本发明可以在生产线上在线使用，比如钢管，型材，或塑料拉伸件，起到实时检测和监控的作用；4)本发明装置结构简单，对使用环境无特殊要求，可以满足不同测量需要；5)本发明装置可以配置不同探测器，如光电或超声，实现对不同材料面的检测；6)本发明装置可以配置不同数量的探测器，以实现不同测量速度的要求。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1为本发明的柱状体外周形状测量装置结构示意图。

图2为本发明的柱状体外周形状测量装置切面位置标识图。

图3为截面A的示意图。

图4为截面B的示意图。

图5为截面C的示意图。

图6为截面D的示意图。

图7为截面E的示意图。

图8为支撑滑轮和转环接触面的剖视图，其中图(a)为转环设置凹槽的示意图,图(b)为转轮设置凹槽的示意图。

图9为导电环与导电刷的示意图。

图10全周旋转工作原理图。

图11局部选转工作原理图。

图12系统校准示意图，其中图(a)为全周校准示意，图(b)为局部旋转校准。

图13校准测量数据及拟合圆形图，其中图(a)为全周一次测量校准，图(b)为两次测量校准。

图14小孩头形测量示意图，其中图(a)为本发明装置与被测量小孩头部的位置图，图(b)为测量后的数据曲线。

具体实施方式

结合图1，本发明的一种柱状体外周形状测量装置，包括外部机架1、定位支撑装置、位置编码读取装置、驱动装置、初始定位装置、转环12、测距模块14和控制与显示模块；

所述驱动装置、定位支撑装置、位置编码读取装置、初始定位装置和控制与显示模块均设置在外部机架1上，外部机架1的中部开有圆形通孔，圆形通孔的内壁设置转环12，转环12上设置测距装置14,所述测距装置14包括至少一个测距探头，所述测距探头均对准转环12的圆心，驱动装置用于驱动转环12旋转，定位支撑装置用于对转环12进行支持定位，位置编码读取装置用于确定转环角度；所述驱动装置、测距模块14、位置编码读取装置、初始定位装置均与控制与显示模块相连。

所述测距装置14包括四个相同的测距探头，该四个测距探头均匀的分布在转环12上；所述测距探头为光学测距探头或超声测距探头。

本发明的柱状体外周形状测量装置还包括内部防护环13，该内部防护环13位于转环12的内侧。所述内部防护环的材料可为塑料、树脂或者橡胶，用于防止外部物体或人手进入转环和测距探头。该内部防护环上可设置开口，用于探测信号通过。

所述驱动装置包括驱动滑轮8和驱动电机9，所述驱动滑轮8在驱动电机9的带动下旋转，该驱动滑轮8通过固定件固定在外部机架1上并与转环12相接触。驱动滑轮转动的时候，依靠摩擦力带动转环旋转。该驱动方式简单，因为转环与驱动轮不是锁定耦合，所以大大降低了对驱动控制的动态性能要求。驱动装置也可以采用其他耦合方式，例如齿轮、齿带等。

所述定位支撑装置的数量大于等于1，每个定位支撑装置均包括固定件2和支撑滑轮3,所述支撑滑轮3通过固定件2设置在外部机架1上，每个支撑滑轮3均与转环12相接触。该定位支撑装置的数量可以根据需要进行设置，只要能够定位支撑转环12即可。

支撑滑轮3的外周开有凹槽，转环12的周边嵌套在支撑滑轮3外周的凹槽内；或者，转环12的外周开有凹槽，支撑滑轮3的周边嵌套在转环12外周的凹槽内。这样设置的目的是保证转环在旋转的时候没有轴向的偏移。

定位支撑装置的数量优选为三个。与驱动装置一起保证转环的稳定性。

位置编码读取装置包括编码器支架4、编码器弹簧5、编码器6和编码器接触轮7,所述编码器6设置在编码器支架4上，编码器6上装有编码器接触轮7，所述编码器接触轮7与转环12相接触，编码器支架4上还设置编码器弹簧5，编码器弹簧5的另一端与外部机架1相连。通过弹簧的弹力将编码器的转轮贴紧到转环上，当转环旋转的时候带动编码器转轮旋转。也可以采用其他的机械结构使编码器转轮贴紧转环，例如弹性片。

初始定位装置包括转环初始位传感器10和转环初始位标示装置11，所述转环初始位标示装置11位于转环12的外侧，转环初始位传感器10位于外部机架1上。该初始定位装置用于转环的初始定位。

测距探头和控制与显示模块之间以有线或者无线的方式进行通信，当测距探头和外部支架之间有导线连接的时候，采用有线的通信方式；当测距探头和外部支架之间无导线连接的时候，采用无线的通信方式，如RF或红外通信方式。

测距探头上设置充电电池，充电电池由与其配套的无线充电器充电，无线充电器包括无线充电接收模块和无线充电发送模块，所述无线充电接收模块设置在转环12上并与充电电池相连，为其充电，无线充电发送模块设置在外部机架1上；

或者转环12的外周设置一组以上的导电环24，在外部机架1上设置对应的导电刷25，所述导电刷25与导电环24相接触，形成外部机架和内部转环的电连接，从而对转环上的测距探头28供电或数据通讯。

或在不需要全周(360度)旋转的情况下，也可以直接采用电线连接从外部机架1向转环12上的测距探头供电。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的标定方法，对应全周运行模式下的全周旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架1的两侧，并通过外部机架1上的定位孔16确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环12所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤2、测量系统初始化，将转环12归位到初始位置；

步骤3、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤4、采用最小二程法对测量的数据进行曲线拟合，使拟合的误差最小，计算出拟合的圆和圆心(X₀，Y₀)；

步骤5、将所有测量的数据减去(X₀，Y₀)，得到归中心后的测量数据；

步骤6、将归中心后的测试数据与拟和圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的标定方法，对于局部运行模式下采用局部旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤A、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架1的两侧，并通过外部机架1上的定位孔16确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环12所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤B、测量系统初始化，将转环12归位到初始位置；

步骤C、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤D、将两个标定物支撑台平移到另一固定位置31，标定物随之平移距离D，所述D＞0；移动的时候，标定物沿着转环12的径向移动。

步骤E、再次运行一次测量，并记录测量数据；

步骤F、采用最小二乘法对两次测量数据进行圆弧的拟和，圆心一的坐标为：(X₀，Y₀)；圆心二的坐标为：(X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²))，d表示平移平台移动距离D后圆心在X方向的分量；

步骤G、采用最小二乘数值求解法使两组数据拟和后的综合误差最小，计算出此时的X₀，Y₀和d；

步骤L、将第一组数据减去(X₀，Y₀)，将第二组数据减去(X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²))，得到两组归中心后的数据；

步骤I、将归中心后的测试数据与半径为R的圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。

该局部旋转校准方法可以多次移动平台，并多次采集数据，将采集到的数据按上述计算法进行拟和计算，得到校准参数，提高校准精度。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的全周旋转测量方法，如图10所示，系统开机后进行初始化，自动旋转转轮12到初始位置，初始位置传感器触发，停止旋转。用户设定运行参数，如旋转速度，数据采样间隔，时间等；然后启动测量；系统控制转环旋转，并行检测初始位置开关状态、位置编码器数据和测量探头数据；按照设定的间隔进行数据采集和处理，对外显示或传送数据和结果；直到运行的设置停止条件满足或用户指令停止，停止系统测量。在该模式下，转环可以是连续单向旋转，或周期性的双向来回旋转。

一种基于上述柱状体外周形状测量装置的局部旋转测量方法，如图11所示，系统开机后进行初始化，自动旋转转轮12到初始位置，初始位置传感器触发，停止旋转。用户设定运行参数，如旋转速度，旋转范围，数据采样间隔，时间等；然后启动测量；系统控制转环旋转，并行检测限位开关状态、位置编码器数据和测量探头数据；按照设定的间隔进行数据采集和处理，对外显示或传送数据和结果；直到运行的设置停止条件满足，如旋转范围或限位其触发，或用户指令停止，停止系统测量。在该模式下，转环是单向旋转，可周期性的双向来回测量。

下面结合实施例对本发明做进一步详细的描述：

实施例1

结合图12和13，假定本发明装置的转环安装有4个探测器，按照设计转环为标准的圆形，每个探测器到转环中心的距离均为S，但事实上会有多种因素带来误差，其中一个是转环不是精确的圆，其二是每个测量探头在安装到转环上以后也有误差；导致每个探测器的测量值不同，所以需要标定。

将本发明测量装置直立放置于一水平面上，如水平的桌面，将两个载物台30放置于测量装置的两边，并以测量装置上的定位孔来定位好载物台的位置，将标定物29放置于载物台30，标定物的半径为R，载物台的位置正好使标定物29的圆心置于测量装置圆环的中心部位，并使标定物垂直于测量面。

初始化测量装置：旋转转环至其初始位置，该位置处有一个初始位置探测器，当转环旋转到该位置后，控制器会接收到信号，停止旋转，完成初始化操作。如果需要，用户可以设定系统参数，如速度，采样间格等。用户启动，测量装置进行一次测量，比如测量装置有4个探测器，转环旋转90度，每旋转0.5度，每个探测器采集一个测量数组，当完成90度旋转后，每个探测器得到了180个数据d_i,i＝1,2,…180。标定物的轴心精确的位于转环中心，那么每个探测器应该测到的标准距离s＝S-R。那么每个探测器在一个给定角度i的测量误差e_i＝s-d_i，将此误差记录，就是对该探测器的误差校准参数。但问题是我们不知道转环的中心位置，假定取一个直角坐标系，平行于测量装置底部为X轴，垂直方向为Y轴，直角坐标系的中心在转环的中心(0，0)，而标定物的轴心位于(X₀,Y₀)。要得到校准参数参数，就需要估计出(X₀,Y₀)。

根据测量的数据d_i,i＝1,2,…180，我们可以得到对标定物的测量半径值为r_i＝S-d_i,i＝1,2,…180，S为转环的标准半径。r_i在X轴和Y轴的投影值为(x_i,y_i),i＝1,2,…180。用(x_i,y_i)以最小二乘的方法来拟合一个半径为R，中心在(X₀,Y₀)的圆弧，就可以估计出((X₀,Y₀),也就是数值求解下列和值的最小化：

$\underset{i=1}{\overset{180}{\mathrm{\Σ}}}[{(X_0-x_i)}^2+{(Y_0-y_i)}^2-R^2]$

这种标定方法简单可行，但当测量旋转角度不大，或测量数据较少时，最小二乘的求解稳定性降低，计算误差较大。

采用第二种局部旋转的标定方法，可以提高标定的精度。在完成上述一次测量后，将系统反向旋转转环回到初始位置，并提示用户移动载物台到第二个位置，按照测量装置上的定位孔确定，相对移动距离为D。用户移动好标定物位置后，再次启动测量，测量装置再次旋转90度，每个探测器再次获得180个测量数据g_i,i＝1,2,…180。对标定物的测量半径值为k_i＝S-g_i,i＝1,2,…180，S为转环的标准半径。k_i在X轴和Y轴的投影值为(u_i,v_i),i＝1,2,…180。假定标定物的移动D为完全在X方向，以此两组数据，就可以用最小二乘法求解下列误差和值来估算(X₀，Y₀)：

$\underset{i=1}{\overset{180}{\mathrm{\Σ}}}[{(X_0-x_i)}^2+{(Y_0-y_i)}^2+{(X_0+D-u_i)}^2+{(Y_0-v_i)}^2-2R^2]$

如果我们并不确定标定物的移动D的坐标方向，那么可以认为D的移动导致了标定物的轴心在X向移动了位置d，而Y向的移动就是用最小二乘法求解下列误差和值来估算(X₀，Y₀)和d：

$\underset{i=1}{\overset{180}{\mathrm{\Σ}}}[{(X_0-x_i)}^2+{(Y_0-y_i)}^2+{(X_0+d-u_i)}^2+{(Y_0+\sqrt{D^2-d^2}-v_i)}^2-2R^2]$

在解出(X₀，Y₀)和d后，就可以平均的方式得出每个给定角度位置i的测量误差

$e_i=R-\frac{1}{2}\sqrt{{(X_0-x_i)}^2+{(Y_0-y_i)}^2+{(X_0+d-u_i)}^2+{(Y_0+\sqrt{D^2-d^2}-v_i)}^2}$

实施例2

本发明装置用于小孩的头形、头围测量，见示意图14。按照通常小孩头形的大小，确定本发明装置的尺寸，测量环上安装两个测量探头，将测量装置安装在一个小孩床一端。在测量时，测量装置先进行初始化，使用者将小孩放置测量床上，并将头部放入测量转环中，启动测量。测量装置控制转环旋转180度，按照设定的数据采集要求，系统通过两个测量头采集数据，在设定的旋转位置上，获得测量环上的探测头到小孩头部的距离测量，按照已知的测量装置参数和标定参数，就可以得到被测小孩的头形数据。

以此头形数据，就可以绘制出头形曲线，计算出有关小孩生长发育的数据，如头围，头面积，变形程度等。

Claims (10)

1.一种柱状体外周形状测量装置，其特征在于，包括外部机架[1]、定位支撑装置、位置编码读取装置、驱动装置、初始定位装置、转环[12]、测距模块[14]和控制与显示模块；

所述驱动装置、定位支撑装置、位置编码读取装置、初始定位装置和控制与显示模块均设置在外部机架[1]上，外部机架[1]的中部开有圆形通孔，圆形通孔的内壁设置转环[12]，转环[12]上设置测距装置[14]，所述测距装置[14]包括至少一个测距探头，所述测距探头均对准转环[12]的圆心，驱动装置用于驱动转环[12]旋转，定位支撑装置用于对转环[12]进行支持定位，位置编码读取装置用于确定转环角度；所述驱动装置、测距模块[14]、位置编码读取装置、初始定位装置均与控制与显示模块相连。

2.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，所述测距装置[14]包括四个相同的测距探头，该四个测距探头均匀的分布在转环[12]上；所述测距探头为光学测距探头或超声测距探头。

3.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，还包括内部防护环[13]，该内部防护环[13]位于转环[12]的内侧。

4.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动滑轮[8]和驱动电机[9]，所述驱动滑轮[8]在驱动电机[9]的带动下旋转，该驱动滑轮[8]通过固定件固定在外部机架[1]上并与转环[12]相接触。

5.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，所述定位支撑装置的数量大于等于1，每个定位支撑装置均包括固定件[2]和支撑滑轮[3]，所述支撑滑轮[3]通过固定件[2]设置在外部机架[1]上，每个支撑滑轮[3]均与转环[12]相接触。

6.根据权利要求5所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，支撑滑轮[3]的外周开有凹槽，转环[12]的周边嵌套在支撑滑轮[3]外周的凹槽内；或者，转环[12]的外周开有凹槽，支撑滑轮[3]的周边嵌套在转环[12]外周的凹槽内。

7.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，位置编码读取装置包括编码器支架[4]、编码器弹簧[5]、编码器[6]和编码器接触轮[7],所述编码器[6]设置在编码器支架[4]上，编码器[6]上装有编码器接触轮[7]，所述编码器接触轮[7]与转环[12]相接触，编码器支架[4]上还设置编码器弹簧[5]，编码器弹簧[5]的另一端与外部机架[1]相连。

8.根据权利要求1所述的柱状体外周形状测量装置，其特征在于，测距探头上设置充电电池，充电电池由与其配套的无线充电器充电，无线充电器包括无线充电接收模块和无线充电发送模块，所述无线充电接收模块设置在转环[12]上并与充电电池相连，为其充电，无线充电发送模块设置在外部机架[1]上；

或者转环[12]的外周设置一组以上的导电环，在外部机架[1]上设置对应的导电刷，所述导电刷与导电环相接触，形成外部机架和内部转环的电连接，从而对转环上的测距探头供电。

9.一种基于权利要求1所述柱状体外周形状测量装置的标定方法，其特征在于，采用全周旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤1、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架[1]的两侧，并通过外部机架[1]上的定位孔[16]确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环[12]所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤2、测量系统初始化，将转环[12]归位到初始位置；

步骤3、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤4、采用最小二程法对测量的数据进行曲线拟合，使拟合误差最小，计算出拟合的圆和圆心（X₀，Y₀）；

步骤5、将所有测量的数据减去（X₀，Y₀），得到归中心后的测量数据；

步骤6、将归中心后的测试数据与半径为R的圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。

10.一种基于权利要求1所述柱状体外周形状测量装置的标定方法，其特征在于，采用局部旋转的标定方法，具体包括以下步骤：

步骤A、将两个标定物支撑台置于测量装置外部机架[1]的两侧，并通过外部机架[1]上的定位孔[16]确定位置，放置半径为R的圆柱形标定物于支撑台上，标定物穿过测量转环，其轴向与转环[12]所在平面垂直，标定物的中心轴靠近测量环的中心；

步骤B、测量系统初始化，将转环[12]归位到初始位置；

步骤C、运行一次测量，并记录测量数据；

步骤D、将两个标定物支撑台平移到另一固定位置，标定物随之平移距离D，所述D＞0；

步骤E、再次运行一次测量，并记录测量数据；

步骤F、采用最小二乘法对两次测量数据进行圆弧的拟和，圆心一的坐标为：（X₀，Y₀）；圆心二的坐标为：（X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²) ），d表示平移平台移动距离D后圆心在X方向的分量；

步骤G、采用最小二乘数值求解法使两组数据拟和后的综合误差最小，计算出此时的X₀，Y₀和d；

步骤L、将第一组数据减去（X₀，Y₀），将第二组数据减去（X₀+d，Y₀+sqrt(D²-d²) ），得到两组归中心后的数据；

步骤I、将归中心后的测试数据与半径为R的圆的标准数据相减，得出的偏差即为系统误差，将此误差数据保存到控制与显示模块用于以后的测量补偿。