CN106871949B - 用于多传感器测量系统的多球板标准器及联合误差检测法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，包括板体，板体上表面按拓扑结构分布有标准球；拓扑结构包括按正四边形或正八边形路径延伸布置的一级节点，一级节点至少衍生出二级节点：以相邻两个上一级节点为一个衍生组并向外衍生出两个下一级节点，该衍生组中两个上一级节点分别沿着以自身为端点并与它们两者自身的连线呈135°的射线方向，以相等的距离衍生出各自的下一级节点。本发明还涉及一种联合误差检测方法：采用本发明的10球标准器，对标准球进行编号；测量包括标准球直径的各种实际值；各传感器依次按照采样路径对各标准球进行采样；计算标准球的球心坐标以及球体直径测量值，然后分别计算各类联合误差，判断各联合误差是否合格。

Description

用于多传感器测量系统的多球板标准器及联合误差检测法

技术领域

本发明涉及一种标准器，尤其是涉及一种针对多传感器测量系统进行标定校准、误差修正以及坐标量值溯源的标准器。本发明还涉及一种用于检测多传感器联合误差的方法。

背景技术

随着汽车摩托车、航空航天、高铁、船舶、医疗器械等先进制造领域的飞速发展，大量高端产品使用了复杂零件，这些零件具有多尺度特征尺寸和测量难度大的特点，其精度直接影响产品最终质量及使用寿命。任何单一传感器都不能完成此类零件的全部特征测量。在几何量测量领域，多传感器坐标测量系统利用光学-影像-接触式传感器之间的互补性，成为了复杂零部件多要素高精度测量的重要手段，而集成不同类型传感器的复合式测量方式也正成为工业检测的重要发展趋势。据统计，多传感器坐标测量机大都分布在各企业的高端产品制造加工领域。以重庆先进制造产业为例，长安汽车、力帆、长安工业、四联仪器仪表、重庆机床、綦江齿轮等多家企业都引进了不同类型的多传感器坐标测量机，用于汽车模具、汽缸盖、涡轮、叶片、凸轮、机身及不规则空间型面的复杂零件多要素三维几何测量。

标准器是坐标测量系统验证检测和复检检测的关键。由于图像传感器、光学传感器多属于2D测头，采用非接触测量方式；接触式传感器属于3D测头，采用接触测量方式；因此，需要找到一种三种传感器测量均能够适用的标准器。

由于现有技术中的标准器不能同时适用于不同类型的传感器，因此现有技术中的标准器不能实现对多传感器测量系统联合误差(联合测量值与实际值之间的误差)的检测，只能针对不同类型的传感器采用不同类型的标准器进行各自的误差检测，但是多传感器测量系统的输出值是综合了各个传感器的测量值而计算出的具有极高精确性的联合测量值。

因此，研究适用于多传感器坐标测量机的标准器，实现对多传感器坐标测量机性能评定十分迫切，这将直接影响先进制造企业最终生产产品的质量，进而提升其在高端产品市场的竞争力，对于全面提升我国先进制造业的技术水平并促进相关产业共同增值发展有重要的现实意义。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足，本发明提供一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，以解决现有技术中的标准器不能同时适用于不同类型的传感器进行误差检测的技术问题，能够同时满足同时具有光学、图像、接触式传感器的多传感器测量系统对联合误差进行检测的需求。

为解决上述技术问题，本发明采用了如下技术手段：一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，包括板体，所述板体上表面按拓扑结构分布有标准球；所述拓扑结构包括按正四边形或正八边形路径延伸布置的一级节点，所述一级节点位于正四边形或正八边形的顶点上；所述一级节点按如下规律至少衍生出二级节点：以相邻两个上一级节点为一个衍生组并向外衍生出两个下一级节点，该衍生组中两个上一级节点分别沿着以自身为端点并与它们两者自身的连线呈135°的射线方向，以相等的延伸距离衍生出各自的下一级节点；所述各标准球对应于各节点位置固定安装在板体上。

上述技术方案中，一级节点按照正四形路径延伸时，使得标准器上同时具有2个横向距离和2纵向距离，在向外衍生出二级节点后便能同时满足至少3个斜向±45°距离、至少3个横向距离和至少3个纵向距离的测量；一级节点按照正八边形路径延伸时能够同时具有斜向±45°距离、纵向和横向距离，在向外衍生出二级节点后便能同时满足至少3个斜向±45°距离、至少3个横向距离和至少3个纵向距离的测量。为了能够满足同时针对不同测量范围的多传感器测量系统的联合误差检测的要求，各衍生组采用不同的延伸距离衍生出各自的二级节点，这样就能够更容易实现对多传感器测量系统的整个测量范围的覆盖，同时满足对短距离、中长距离和长距离的误差检测。

优选的，所述拓扑结构的一级节点按正四边形路径衍生时，以每两个相邻的一级节点为一个衍生组，向外衍生出二级节点，共衍生出4个二级节点。这样的拓扑结构简单，标准球数量较少，能够减少采样数据，提高采样速度，适合于测量范围较小的多传感器测量系统的误差检测。

优选的，所述拓扑结构的一级节点按正八边形路径衍生时，以相邻两个一级节点为一个衍生组向外衍生出二级节点，并且相邻衍生组不具有共同的一级节点。这样的拓扑结构使得标准器具有较多的标准球，能提供更多采样数据，覆盖更广的测量范围，同时能够提高采样精度，适用于精度要求较高的多传感器测量系统的误差检测。

优选的，所述一级节点的数量为6个，并且分布在正八边形两两相邻的6个顶点上；选取4个相邻的一级节点组成两个相邻的衍生组，所述两个衍生组以不同的延伸距离分别衍生出2个二级节点。这样的拓扑结构，能够在减少标准球的情况下，简化标准器结构，并且能够保证具有足够的采样数据，保证采样精度，提高采样效率。

本发明还提供一种采用上述标准器进行误差检测的方法，目的是能够实现对多传感器测量系统的联合误差的检测。

一种使用本发明的多球板标准器进行联合误差检测的方法，所述多传感器测量系统具有n种用于尺寸测量的传感器，并至少包括接触式传感器、图像传感器或激光传感器中的任意一种；

所述多球板标准器具有以下拓扑结构：拓扑结构的一级节点按正八边形路径衍生时，以相邻两个一级节点为一个衍生组向外衍生出二级节点，并且相邻衍生组不具有共同的一级节点；所述一级节点的数量为6个，并且分布在正八边形两两相邻的6个顶点上；选取4个相邻的一级节点组成两个相邻的衍生组，所述两个衍生组以不同的延伸距离分别衍生出2个二级节点；

包括以下步骤：步骤1：对所述多球板标准器上的标准球进行编号：

对一级节点进行编号：将衍生有二级节点的一级节点按照顺时针或逆时针方向依次编号为A01、A02、A03、A04，将靠近A04的一级节点编号为A05,并将靠近A01或A05的一级节点编号为A06；

对二级节点进行编号：将由编号为A01、A02、A03、A04的一级节点所对应衍生出的二级节点依次编号为A11、A21、A31、A41；

步骤2：采用高精度三坐标测量仪测量上述标准器的以下实际值：各标准球的直径实际值d_S,i，其中，i∈{1,2,...,10}；

第一组实际距离：A01-A11、A01-A04、A04-A41、A11-A41、A02-A03；

第二组实际距离：A02-A21、A02-A31、A04-A05、A03-A06、A31-A06；

第三组实际距离：A01-A02、A11-A21、A06-A05；

第四组实际距离：A03-A04、A31-A41；

步骤3：将标准器水平放置在多传感器测量系统的工作台上，分别依次选取多传感器测量系统中的传感器按照以下采样路径对标准球进行采样：A01→A11→A02→A21→A03→A31→A04→A41→A05→A06；

步骤4：计算每一个标准球的球心坐标以及标准球的直径测量值：分别获取每一个传感器对同一标准球采样的采样点组成的采样点子集p_r,i，r∈{1,...,n}，i∈{1,2,...,10}，再由各采样点子集p_r,i组成联合采样点集合P_i，再对联合采样点集合中的各采样点利用最小二乘法进行曲线拟合，得到拟合圆球，从而得出拟合圆球的球心坐标以及直径测量直径d_C,i，i∈{1,2,...,10}；

步骤5：根据步骤4中计算出的各标准球的球心坐标，计算出步骤2中对应的各距离的测量值；

步骤6：计算多传感器测量系统的坐标误差：用步骤5中测量值减去步骤2中相应的实际值得出相应的坐标误差；若以上坐标误差均小于多传感器坐标测量系统的坐标误差阈值，则判定多传感器坐标测量系统坐标误差合格。

优选的，还包括尺寸误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，将各拟合圆球的直径测量值d_C,i减去步骤2中对应标准球的直径实际值d_S,i，从而得到三个尺寸误差值，若该三个尺寸误差值均小于多传感器坐标测量系统的尺寸误差阈值，则判定多传感器测量系统的尺寸误差合格。

优选的，还包括形状误差检测：随机选取步骤4中的三个拟合圆球，分别计算每个拟合圆球的形状误差：计算出联合采样点集合中各采样点距离拟合圆球球心的距离，再用最大距离减去最小距离，从而得到该拟合圆球的形状误差；计算出三个拟合圆球的形状误差，若三个形状误差均小于多传感器坐标测量系统的形状误差阈值，则判定多传感器测量系统的形状误差合格。

优选的，还包括位置误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，分别计算每一个拟合圆球的位置误差：获取每一个拟合圆球所对应的联合采样点集合P_i，再分别根据每一个采样点子集p_r,i中的采样点采用最小二乘法进行曲线拟合，分别得到对应的球心O_r,i，采用最小外接球法计算包含各球心O_r,i的最小外接球，该最小外接球的直径即为该拟合圆球的位置误差；计算出三个拟合圆球的位置误差，若三个位置误差均小于多传感器测量系统的位置误差阈值，则判定多传感器测量系统的位置误差合格。

优选的，当多传感器测量系统中包含接触式传感器时，以标准球上端面的1/2区域为采样区域采集25个点；当多传感器测量系统中包含图像传感器或激光传感器时，以标准球上端面的1/3～1/2区域为采样区域。

优选的，所述激光传感器向标准器的采样区域周期性发射线激光进行等间隔采样，间隔距离为1mm。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明的联合误差检测方法利用具有按拓扑结构分布的标准球的标准器，标准器布局简单、科学合理、加工组装成本较低，标准器上的标准球之间保持严格的拓扑几何关系，有利于多传感器测量系统联合误差的表达描述以及后续误差的修正校准。

2、本发明对标准器采样过程中，单个标准球之间相互独立、互不干扰，并保持线性几何关系，利用搜索查找算法易形成自动高效的采样路径，针对标准球的接触式传感器、图像传感器、激光传感器各自的采样策略简单可控，能够保证对标准球的高质量采样。

3、本发明设计实现的标准器及坐标误差检测方法，能够分别对多传感器测量系统的横向、纵向、斜向5个不同尺度跨度的坐标误差检测，大大提高了对坐标误差检测的精度，并且能够反映具有较大测量范围的多传感器测量系统的坐标误差。

4、本发明设计实现的标准器及联合误差检测方法，能够分别对多传感器测量系统的尺寸误差、形状误差以及位置误差等联合误差进行检测，并且对于上述三种误差的检测均随机选取3个不同位置的标准球，能够保证误差检测的准确性。

附图说明

图1为具体实施方式1中多球板标准器的结构示意图；

图2为具体实施方式1中多球板标准器放置在多传感器测量系统进行联合误差检测的示意图；

图3为具体实施方式1中多球板标准器的拓扑结构示意图；

图4为具体实施方式1中采用接触是传感器对标准球进行采样的采样点分布图；

图5为具体实施方式1中采用图像传感器对标准球进行采样的示意图；

图6为具体实施方式1中激光传感器对标准球的采样过程示意图

图7为具体实施方式2中的多球板标准器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

具体实施方式1

如图1与图3所示，一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，包括板体，所述板体上表面按拓扑结构分布有标准球；所述拓扑结构包括按正八边形路径延伸布置的一级节点，所述一级节点位于正八边形的顶点上；所述一级节点按如下规律至少衍生出二级节点：以相邻两个上一级节点为一个衍生组并向外衍生出两个下一级节点，该衍生组中两个上一级节点分别沿着以自身为端点并与它们两者自身的连线呈135°的射线方向，以相等的延伸距离衍生出各自的下一级节点；所述各标准球对应于各节点位置固定安装在板体上。标准球可采用红宝石、陶瓷或高速钢制成，若准球采用高速钢制成，则可以在标准器的板体上设置用于放置标准球的锥孔，板体内设置能够对标准球产生磁力的磁体，从而使标准球固定在板体上。

本具体实施方式中，所述拓扑结构的一级节点按正八边形路径衍生时，以相邻两个一级节点为一个衍生组向外衍生出二级节点，并且相邻衍生组不具有共同的一级节点。这样的拓扑结构使得标准器具有较多的标准球，能提供更多采样数据，覆盖更广的测量范围，同时能够提高采样精度，适用于精度要求较高的多传感器测量系统的误差检测。

本具体实施方式中，所述一级节点的数量为6个，并且分布在正八边形两两相邻的6个顶点上；选取4个相邻的一级节点组成两个相邻的衍生组，所述两个衍生组以不同的延伸距离分别衍生出2个二级节点。这样的拓扑结构，能够在减少标准球的情况下，简化标准器结构，并且能够保证具有足够的采样数据，保证采样精度，提高采样效率。

采用本具体实施方式的用于多传感器测量系统的多球板标准器进行联合误差检测的方法如下：所述多传感器测量系统具有n种用于尺寸测量的传感器，并至少包括接触式传感器、图像传感器或激光传感器中的任意一种；本具体实施方式中的多传感器测量系统同时具有接触式传感器器、图像传感感器和激光传感器，所述激光传感器能发射出线激光。

包括以下步骤：步骤1：对所述多球板标准器上的标准球进行编号：

对一级节点进行编号：将衍生有二级节点的一级节点按照顺时针或逆时针方向依次编号为A01、A02、A03、A04，将靠近A04的一级节点编号为A05,并将靠近A01的一级节点编号为A06；

对二级节点进行编号：将由编号为A01、A02、A03、A04的一级节点所对应衍生出的二级节点依次编号为A11、A21、A31、A41；

步骤2：采用高精度三坐标测量仪测量上述标准器的以下实际值：各标准球的直径实际值d_S,i，其中，i∈{1,2,...,10}；

第一组实际距离：A01-A11、A01-A04、A04-A41、A11-A41、A02-A03；

第二组实际距离：A02-A21、A02-A31、A04-A05、A03-A06、A31-A06；

第三组实际距离：A01-A02、A11-A21、A06-A05；

第四组实际距离：A03-A04、A31-A41；

步骤3：将标准器水平放置在多传感器测量系统的工作台上，使标准器处在工作台中央的3/4区域内，如图2所示，本具体实施方式中调整标准器的角度使得A02-A03沿水平横向方向，A04-A05沿纵向方向，这样，第一组实际距离则为横向距离，第二组实际距离则为纵向距离，第三组实际距离则为+45°斜向距离，第四组实际距离则为-45°斜向距离；当然，旋转标准器，使得A02-A03沿水平纵向方向，A04-A05沿水平横向方向，也落在本发明的保护范围内。

当然，上述放置方式只是优选的实施方式，能够减少求解横向、纵向以及斜向距离的计算量，事实上，标准器可以呈任意角度放置，使得标准器上没有直接的横向、纵向和斜向45度距离，如使得A02-A03的距离既不是横向水平，也不纵向，这样在多传感器测量系统进行距离计算时，需要将倾斜后的各距离分解在横向、纵向和斜向45度方向上，这样计算量就较大些。

分别依次选取多传感器测量系统中的传感器按照以下采样路径对标准球进行采样：A01→A11→A02→A21→A03→A31→A04→A41→A05→A06；这样的采样路径是通过标准器的拓扑结构分布并使用搜索查找算法生成，这样生成的采样路径较短，并具有线性规律，能够大大提高采样效率，缩短采样时间，同时由于具有线性规律能够大大提高多传感器测量系统对坐标定位的运算速度和计算结果的精度。

本具体实施方式中，首先，采用接触式传感进行采样，采用接触式传感器对标准球进行采样的采样点分布情况如图4所示，图中1a为采样点，以标准球上端面的1/2区域为采样区域采集25个采样点；然后，如图5所示，采用图像传感器根据接触式传感器的采样点坐标随机选取标准球边缘的一点作为第一采样点，然后按照国际规定ISO10360-2:2001的25个采样的点相互几何关系获取其它24个采样点；最后，采用激光传感器进行采样，如图6所示，以标准球上端面的1/3～1/2区域为采样区域；所述激光传感器向标准器的采样区域周期性发射线激光进行等间隔采样，间隔距离1b为1mm，本具体实施方式中标准球的直径为12.7mm，则进行11次激光采样。由于精密加工的标准球表面反光，为了避免激光传感器或图像传感器受到标准球顶端反射光的干扰，在标准球上表面具有喷涂一层显像剂(厚度小于各传感器的测量精度)。

步骤4：计算每一个标准球的球心坐标以及标准球的直径测量值：分别获取每一个传感器对同一标准球采样的采样点组成的采样点子集p_r,i，r∈{1,...,n}，i∈{1,2,...,10}，再由各采样点子集p_r,i组成联合采样点集合P_i，再根据联合采样点集合中的各采样点采用最小二乘法进行曲线拟合，得到拟合圆球，从而得出拟合圆球的球心坐标以及直径测量直径d_C,i，i∈{1,2,...,10}；

步骤5：根据步骤4中计算出的各标准球的球心坐标，计算出步骤2中对应的各距离的测量值；

步骤6：计算多传感器测量系统的坐标误差：用步骤5中测量值减去步骤2中相应的实际值得出相应的坐标误差；若以上坐标误差均小于多传感器坐标测量系统的坐标误差阈值，则判定多传感器坐标测量系统坐标误差合格。

本具体实施方式中，还包括尺寸误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，将各拟合圆球的直径测量值d_C,i减去步骤2中对应标准球的直径实际值d_S,i，从而得到三个尺寸误差值，若该三个尺寸误差值均小于多传感器坐标测量系统的尺寸误差阈值，则判定多传感器测量系统的尺寸误差合格。

本具体实施方式中，还包括形状误差检测：随机选取步骤4中的三个拟合圆球，分别计算每个拟合圆球的形状误差：计算出联合采样点集合中各采样点距离拟合圆球球心的距离，再用最大距离减去最小距离，从而得到该拟合圆球的形状误差；计算出三个拟合圆球的形状误差，若三个形状误差均小于多传感器坐标测量系统的形状误差阈值，则判定多传感器测量系统的形状误差合格。

本具体实施方式中，还包括位置误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，分别计算每一个拟合圆球的位置误差：获取每一个拟合圆球所对应的联合采样点集合P_i，再分别根据每一个采样点子集p_r,i中的采样点采用最小二乘法进行曲线拟合，分别得到对应的球心O_r,i，采用最小外接球法计算包含各球心O_r,i的最小外接球，该最小外接球的直径即为该拟合圆球的位置误差；计算出三个拟合圆球的位置误差，若三个位置误差均小于多传感器测量系统的位置误差阈值，则判定多传感器测量系统的位置误差合格。

本具体实施方式采用了5横5纵5斜共15个坐标误差来判定多传感器测量系统的坐标误差，大大提高了对坐标误差检测的精度，并且能够反映具有较大测量范围的多传感器测量系统的坐标误差。

本具体实施方式按照采样路径进行一次采样后还能同时实现对尺寸误差、形状误差以及位置误差的检测，并且对于上述三种误差的检测均随机选取三个拟合圆球，能够大大提高误差检测的准确性。

具体实施方式2

如图7所示，一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，包括板体，所述板体上表面按拓扑结构分布有标准球；所述拓扑结构包括按正四边形路径延伸的一级节点，所述一级节点位于正正四边形的顶点上；所述一级节点按如下规律至少衍生出二级节点：以相邻两个上一级节点为一个衍生组并向外衍生出两个下一级节点，该衍生组中两个上一级节点分别沿着以自身为端点并与它们两者自身的连线呈135°的射线方向，以相等的延伸距离衍生出各自的下一级节点；所述各标准球对应于各节点位置固定安装在板体上。

本具体实施方式中，所述拓扑结构的一级节点按正四边形路径衍生时，以每两个相邻的一级节点为一个衍生组，向外衍生出二级节点，共衍生出4个二级节点。

采用本具体实施方式中的多球板标准器对多传感器测量系统进行联合误差检测时，其检测步骤与具体实施方式1中的相同，所不同的是采样路径与纵、横、斜三个方向距离的数量：

采样路径如下：B01→B11→B02→B12→B03→B13→B04→B14；

横向距离为：B01-B02、B04-B03、B11-B12、B14-B13；

纵向距离为：B01-B04、B02-B03、B11-B14、B12-B13；

+45°斜向距离为：B12-B02、B02-B04、B04-B14、B12-B04、B12-B14、B14-B02；

-45°斜向距离为：B11-B01、B02-B03、B03-B13、B11-B03、B11-B13、B13-B01。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种用于多传感器测量系统的多球板标准器，其特征在于：包括板体，所述板体上表面按拓扑结构分布有标准球；所述拓扑结构包括按正四边形或正八边形路径延伸布置的一级节点，所述一级节点位于正四边形或正八边形的顶点上；所述一级节点按如下规律至少衍生出二级节点：以相邻两个上一级节点为一个衍生组并向外衍生出两个下一级节点，该衍生组中两个上一级节点分别沿着以自身为端点并与它们两者自身的连线呈135°的射线方向，以相等的延伸距离衍生出各自的下一级节点；各标准球对应于各节点位置固定安装在板体上。

2.根据权利要求1所述的用于多传感器测量系统的多球板标准器，其特征在于：所述拓扑结构的一级节点按正四边形路径衍生时，以每两个相邻的一级节点为一个衍生组，向外衍生出二级节点，共衍生出4个二级节点。

3.根据权利要求1所述的用于多传感器测量系统的多球板标准器，其特征在于：所述拓扑结构的一级节点按正八边形路径衍生时，以相邻两个一级节点为一个衍生组向外衍生出二级节点，并且相邻衍生组不具有共同的一级节点。

4.根据权利要求3所述的用于多传感器测量系统的多球板标准器，其特征在于：所述一级节点的数量为6个，并且分布在正八边形两两相邻的6个顶点上；选取4个相邻的一级节点组成两个相邻的衍生组，所述两个衍生组以不同的延伸距离分别衍生出2个二级节点。

5.采用如权利要求4所述的用于多传感器测量系统的多球板标准器的联合误差检测方法，所述多传感器测量系统具有n种用于尺寸测量的传感器，并至少包括接触式传感器、图像传感器或激光传感器中的任意一种，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：对所述多球板标准器上的标准球进行编号：

对一级节点进行编号：将衍生有二级节点的一级节点按照顺时针或逆时针方向依次编号为A01、A02、A03、A04，将靠近A04的一级节点编号为A05,并将靠近A01或A05的一级节点编号为A06；

对二级节点进行编号：将由编号为A01、A02、A03、A04的一级节点所对应衍生出的二级节点依次编号为A11、A21、A31、A41；

步骤2：采用高精度三坐标测量仪测量上述标准器的以下实际值：各标准球的直径实际值d_S,i，其中，i∈{1,2,...,10}；

第一组实际距离：A01-A11、A01-A04、A04-A41、A11-A41、A02-A03；

第二组实际距离：A02-A21、A02-A31、A04-A05、A03-A06、A31-A06；

第三组实际距离：A01-A02、A11-A21、A06-A05；

第四组实际距离：A03-A04、A31-A41；

步骤3：将标准器水平放置在多传感器测量系统的工作台上，分别依次选取多传感器测量系统中的传感器按照以下采样路径对标准球进行采样：A01→A11→A02→A21→A03→A31→A04→A41→A05→A06；

步骤4：计算每一个标准球的球心坐标以及标准球的直径测量值：分别获取每一个传感器对同一标准球采样的采样点组成的采样点子集p_r,i，r∈{1,...,n}，i∈{1,2,...,10}，再由各采样点子集p_r,i组成联合采样点集合P_i，再对联合采样点集合中的各采样点利用最小二乘法进行曲线拟合，得到拟合圆球，从而得出拟合圆球的球心坐标以及直径测量值d_C,i，i∈{1,2,...,10}；

步骤5：根据步骤4中计算出的各标准球的球心坐标，计算出步骤2中对应的各距离的测量值；

步骤6：计算多传感器测量系统的坐标误差：用步骤5中测量值减去步骤2中相应的实际值得出相应的坐标误差；若以上坐标误差均小于多传感器坐标测量系统的坐标误差阈值，则判定多传感器坐标测量系统坐标误差合格。

6.根据权利要求5所述的联合误差检测法，其特征在于：还包括尺寸误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，将各拟合圆球的直径测量值d_C,i减去步骤2中对应标准球的直径实际值d_S,i，从而得到三个尺寸误差值，若该三个尺寸误差值均小于多传感器坐标测量系统的尺寸误差阈值，则判定多传感器测量系统的尺寸误差合格。

7.根据权利要求5所述的联合误差检测法，其特征在于：还包括形状误差检测：随机选取步骤4中的三个拟合圆球，分别计算每个拟合圆球的形状误差：计算出联合采样点集合中各采样点距离拟合圆球球心的距离，再用最大距离减去最小距离，从而得到该拟合圆球的形状误差；计算出三个拟合圆球的形状误差，若三个形状误差均小于多传感器坐标测量系统的形状误差阈值，则判定多传感器测量系统的形状误差合格。

8.根据权利要求5所述的联合误差检测法，其特征在于：还包括位置误差检测：随机选取步骤4中三个拟合圆球，分别计算每一个拟合圆球的位置误差：获取每一个拟合圆球所对应的联合采样点集合P_i，再分别根据每一个采样点子集p_r,i中的采样点采用最小二乘法进行曲线拟合，分别得到对应的球心O_r,i，采用最小外接球法计算包含各球心O_r,i的最小外接球，该最小外接球的直径即为该拟合圆球的位置误差；计算出三个拟合圆球的位置误差，若三个位置误差均小于多传感器测量系统的位置误差阈值，则判定多传感器测量系统的位置误差合格。

9.根据权利要求5所述的联合误差检测法，其特征在于：当多传感器测量系统中包含接触式传感器时，以标准球上端面的1/2区域为采样区域采集25个点；当多传感器测量系统中包含图像传感器或激光传感器时，以标准球上端面的1/3～1/2区域为采样区域。

10.根据权利要求9所述的联合误差检测法，其特征在于：所述激光传感器向标准器的采样区域周期性发射线激光进行等间隔采样，间隔距离为1mm。