CN114427833A - 基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法 - Google Patents
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Abstract
基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法，本发明涉及叶片在机检测装置及点云获取方法，本发明目的在于解决航空叶片加工中离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率的问题，CCD相机和投影仪安装在结构光系统固定装置上，结构光系统固定装置安装在末端转动机构上，末端转动机构与三轴运动机构固定连接，三轴运动机构安装在底端支座上，标定板安装在标定板夹具上，标定板夹具安装在机床卡盘上。安装标定板，装夹CCD相机和投影仪；获得相机的畸变矫正矩阵；对机床主轴进行旋转轴标定；使用图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵得到其点云数据，本发明属于航空叶片在机检测领域。
Description
技术领域
本发明涉及叶片在机检测装置及点云获取方法，特别是涉及航空叶片在机检测装置的点云获取方法，属于叶片在机检测领域。
背景技术
航空发动机被誉为现代制造工业“皇冠上的明珠”，其在航空、航天领域发挥着重要作用。航空叶片作为航空发动机的重要零件，其加工精度直接影响着航空发动机的性能、可靠性与寿命。
航空叶片的加工精度极高，需要在加工过程中进行多次测量以判断其精度是否满足要求。传统测量方法是将叶片从机床中卸下，移至三坐标机进行测量。由于每片叶片的加工余量是不同的，进行统一的离线轨迹规划不能满足叶片全自动化加工的需求。此外，离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率。
发明内容
本发明目的在于解决航空叶片加工中离线测量效率较低、不能根据测量数据在线指导叶片加工、还会造成二次装夹误差，降低加工效率和成品率的问题，提供了基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法。
基于结构光测量航空叶片在机检测装置，它包括末端转动机构、CCD相机、结构光系统固定装置、标定板、标定板夹具、投影仪和三轴运动机构和底端支座；CCD相机和投影仪安装在结构光系统固定装置上，结构光系统固定装置安装在末端转动机构上，末端转动机构与三轴运动机构固定连接，三轴运动机构安装在底端支座上，标定板安装在标定板夹具上，标定板夹具安装在机床卡盘上。
基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：安装标定板，装夹CCD相机和投影仪，调整支架和移动底座的位置，调整CCD相机参数；
步骤二：对结构光系统进行标定，获得相机的畸变矫正矩阵；
步骤三：对CCD相机进行手眼标定，对机床主轴进行旋转轴标定。得到相机坐标系与运动机构坐标系间的转换矩阵，以及主轴转角θ时的叶片点云坐标转换矩阵；
步骤四：对待检测叶片进行扫描，通过一种主轴旋转角度与CCD相机采集位姿的配合方法，并使用步骤二中与步骤三中得到图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵在运动机构坐标系中得到其点云数据。
本发明最为突出的特点和显著的有益效果是：
1.本申请使用一种外置装置实现在四轴机床中进行航空叶片加工过程的在机测量，无需对加工工件进行拆卸，不占用机床内部空间，不影响机床运动行程。避免了二次装夹误差，提高了加工精度。且本发明所述的检测装置可在设定好自身程序和机床程序后，按照一定规律自动运行，满足了航空叶片连续生产加工的需要，提高了生产和检测效率。
2.本申请的检测装置可以根据用户不同的精度要求，换装不同型号的CCD相机和投影仪，并且相机与投影仪在装夹时可以自由调整角度，满足了不同测量距离范围的需求，增强了本发明的通用性。
3.本申请的检测装置可以在检测航空叶片时实现四自由度运动。采用滑台机构相比于六轴机械臂测量缩减了成本。其末端转动机构可以实现对带有叶冠等不同种类航空叶片的检测。
4.本申请使用了一种改进的基于两组三正交运动的自标定方法，与传统方式相比，本方法增加了追踪点数量，利用半径滤波去除坏点后求坐标均值的方式，使求得的相机位移向量更加精准，进而提高了标定精度。
5.本发明使用了多种标定方式相配合，使本装置测量时相机位姿更加多样，覆盖叶片范围更加全面，且可以将不同相机位姿和机床主轴转角下采集到的点云数据还原到同一坐标系中。
6.通过基于结构光测量航空叶片在机检测装置及点云获取方法在加工过程中对航空叶片的尺寸在机检测，实时测量航空叶片的尺寸误差，对接下来航空叶片的加工有指导作用。
附图说明
图1是本申请的整体结构示意图。
图2是本申请的结构光系统固定装置与末端转动机构示意图。
图3是三轴运动机构结构示意图。
图4是三轴运动机构结构仰视图。
图5是本申请装置在机检测的工作步骤流程图。
图6是本申请装置一种主轴旋转角度与CCD相机采集位姿的配合方法流程图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1-图4对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置，它包括末端转动机构1、CCD相机2、结构光系统固定装置3、标定板4、标定板夹具5、投影仪6和三轴运动机构7和底端支座；CCD相机2和投影仪6安装在结构光系统固定装置3上，结构光系统固定装置3安装在末端转动机构1上，末端转动机构1与三轴运动机构7固定连接，三轴运动机构7安装在底端支座上，标定板4安装在标定板夹具5上，标定板夹具5安装在机床卡盘上。本实施方式给出的检测装置可以完成CCD相机的标定，并带动CCD相机与投影仪在航空叶片在机测量所需路径上运动。
本实施方式中的CCD相机型号为大恒MER-130-30UM-L，投影仪型号为联想LX200。
具体实施方式二：结合图1-图2对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置，结构光系统固定装置3包括外部框架31、CCD相机锁紧螺栓32、中间板33和多个投影仪锁紧螺栓34；CCD相机2和投影仪6由上至下安装在外部框架31上，CCD相机2通过CCD相机锁紧螺栓32安装在外部框架31上，投影仪6通过多个投影仪锁紧螺栓34固定安装在外部框架31上，中间板33的一端通过螺钉固定安装在外部框架31上，且中间板33位于CCD相机2和投影仪6中间，中间板33的另一端安装在末端转动机构(1)上。CCD相机2安装在中间板33上方的外部框架31上，通过CCD相机锁紧螺栓32固定。投影仪6安装在中间板33下方外部框架31上，通过多个投影仪锁紧螺栓34固定。其它结构连接关系和具体实施方式一相同。
结构光系统固定装置3可以将CCD相机与投影仪固定在本实施方式给出的测量装置前端，并可以根据实际测量距离手动调整装夹角度，实现了单目结构光测量系统的固定。
具体实施方式三：结合图1-图2对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置，末端转动机构1包括步进电机12、电机齿轮13和固定板11；固定板11通过螺栓与三轴运动机构7固定连接，中间板33的另一端转动连接安装在固定板11上，安装在固定板11一端的中间板33的为弧形端板，且弧形板的外弧面加工有多个齿牙，步进电机12安装在固定板11上，且步进电机12转轴的输出端固定套装有电机齿轮13，电机齿轮13与中间板33加工有齿牙一端的弧形端板齿啮合。通过步进电机12带动电机齿轮13与中间板33啮合，实现测量装置的左右转动。其它结构连接关系和具体实施方式二相同。
末端转动机构可以使结构光测量系统实现Y轴方向的转动，使本实施方式给出的测量装置轨迹更加灵活，可以完成航空叶片叶冠、减震凸台等部位的测量。
具体实施方式四：结合图1-图4对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置，三轴运动机构7包括固定座、Z轴滑台71、X轴滑台72和两个Y轴滑台73；Z轴滑台71包括Z轴丝杠、Z轴滑块、Z轴固定板、Z轴电机连接板、Z轴丝母、Z轴电机和两个Z轴光杆；X轴滑台72包括X轴滑块、X轴步进电机、皮带、X轴驱动皮带轮、两个X轴从动皮带轮和两个X轴光杆和两个X轴带轮安装架；每个Y轴滑台73包括Y轴丝杠、Y轴丝母、Y轴电机连接板、Y轴电机和两个Y轴光杆；
Z轴滑块和Z轴丝母固定连接，Z轴丝杠与Z轴丝母螺纹连接并插装在Z轴滑块上，两个Z轴光杆相对平行设置，且两个Z轴光杆滑动插装在Z轴滑块上，每个Z轴光杆的两端分别安装在Z轴固定板和Z轴电机连接板上，Z轴电机固定安装在Z轴电机连接板上，且Z轴电机转轴与Z轴丝杠的一端固定连接，Z轴丝杠的另一端与Z轴固定板转动连接，Z轴固定板通过螺栓与末端转动机构1连接，
两个X轴带轮安装架相对设置，X轴滑块滑动安装在两个X轴光杆上，两个X轴光杆相对平行安装在两个X轴带轮安装架上，一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴从动皮带轮，另一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴驱动皮带轮，且X轴步进电机壳体与X轴带轮安装架固定连接，X轴步进电机转轴上与X轴驱动皮带轮固定连接，X轴驱动皮带轮和X轴从动皮带轮通过皮带传动连接，且皮带与X轴滑块固定连接，X轴滑块与Z轴滑块固定连接，每个Z轴光杆均与X轴光杆垂直设置，
每个Y轴丝母固定安装在X轴带轮安装架上，Y轴电机安装在Y轴电机连接板上，Y轴电机的转轴与Y轴丝杠的顶端固定连接，Y轴丝杠与Y轴丝母螺纹连接，两个Y轴光杆相对平行设置，且两个Y轴光杆与X轴带轮安装架滑动连接，Y轴光杆的顶端与Y轴电机连接板固定连接，固定座设置在两个Y轴滑台73下方，每个Y轴丝杠底端与固定座的一端转动连接，且每个Y轴滑台73的Y轴光杆与固定座固定连接。
CCD相机2和投影仪6在三轴运动机构7的带动下，实现XYZ三轴的平移运动。其它结构连接关系和具体实施方式三相同。
具体实施方式五：结合图1-图2对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置，底端支座包括支架8和移动底座9；移动底座9包括移动框体和多个带有自锁的行走轮，支架8顶端与三轴运动机构7的固定座固定连接，支架8的底端与移动框体固定连接，多个带有自锁的行走轮安装在移动框体底端上。支架8两根连杆、两个支架固定盘和多个关节锁紧螺栓，每个支架固定盘通过螺栓固定安装在移动框体上，每根连杆底端与支架固定盘固定连接，每根连杆顶端与三轴运动机构7的固定座连接，支架可以手动调整测量装置高度位置，保证测量所需路线都在三轴运动机构的行程范围内。其它结构连接关系和具体实施方式四相同。
具体实施方式六：结合图1-图6对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：安装标定板，装夹CCD相机2和投影仪6，调整支架8和移动底座9的位置，调整CCD相机2参数；
步骤二：对结构光系统进行标定，获得相机的图像畸变矫正矩阵；
步骤三：对CCD相机2进行手眼标定，对机床主轴进行旋转轴标定，得到相机坐标系与运动机构坐标系间的转换矩阵，以及主轴转角θ时的叶片点云坐标转换矩阵；
步骤四：对待检测叶片进行扫描，通过一种主轴旋转角度与CCD相机2采集位姿的配合方法，并使用步骤二与步骤三中得到图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵在运动机构坐标系中得到其点云数据。本实施方式可以完成结构光测量系统的标定，获得相机的畸变矫正参数及结构光检测系统不同位置时相机坐标系与运动机构坐标系间的转换矩阵。以将整个测量过程中的点云坐标转换到同一坐标系下。
具体实施方式七：结合图1-图6对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，所述步骤一具体包括：将标定板4使用标定板夹具5竖直装夹在四轴机床主轴上，选取满足测量需求的工业CCD相机(2)和投影仪(6)，将CCD相机2和投影仪6通过CCD相机锁紧螺栓32、中间板33和多个投影仪锁紧螺栓34装夹在外部框架31上，手动调整支架8和移动底座9保证运动机构行程可覆盖测量所需路线，根据所需测量环境调整相机的光圈、焦距，完成相机调焦。其它方式和具体实施方式六相同。本实施方式可以将标定板装夹在机床主轴上，增加了标定的精度，并且可使标定板随机床主轴转动，方便标定过程中调整角度。
具体实施方式八：结合图1-图6对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，所述步骤二具体包括：保持标定板4不动，通过控制运动机构使CCD相机2在与标定板4平行的某一平面内拍摄多张照片，通过张正友标定法，采用上述照片对相机进行标定，可以得到相机的内参数矩阵A，其中
Fx为横向畸变参数，Fy为纵向畸变参数，(u0，v0)为图像坐标系的中点。其它方式和具体实施方式六相同。
具体实施方式九：结合图1-图6对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，所述步骤三具体包括：
步骤三一：对装夹好的结构光测量系统进行手眼标定：保持末端转动机构不动，通过三轴运动机构7对CCD相机2进行三次非共面平移，随后回到初始位置，将末端转动机构1旋转角度θ，进行一次平移，记录下四次平移中初末位置标定板图像，并通过Z轴滑台步进电机、X轴滑台步进电机与两个Y轴滑台步进电机运动控制卡中的脉冲数，计算每次平移前后工具端的坐标变化向量tpi(i＝1～4)。
随后运用步骤二获得的相机内参矩阵A矫正上述获得的图像，提取每次平移前后标定板角点坐标变化向量，通过多个角点坐标变化向量交点，运用半径滤波后求取坐标均值的方法求出扩展焦点F，每次平移过程中相机光心O指向F点的向量OFi(i＝1～4)，即为每次平移中相机坐标系的移动向量；
通过计算公式：R＝[OF1，OF2，OF3][tp1，tp2，tp3]-1得到相机坐标系与平台坐标系的旋转矩阵R，通过公式t＝(R4-E)-1(Rt4-tp4)计算出相机坐标系与运动机构坐标系的平移向量，其中：
得相机坐标系C与运动机构坐标系P之间有如下关系：
步骤三二：根据特定航空叶片的测量需求，选定末端转动机构测量时所需的n个旋转角度βi。分别旋转βi角度后重复上述步骤三一，获得n种情况下的转换矩阵[Ri，ti](i＝1～n)；
步骤三三：对四轴加工中心主轴轴线位置在相机坐标系中进行标定：
将末端转动机构回正，保持CCD相机2静止，调整机床主轴，拍摄标定板在竖直位置的±45°范围内每相隔3°的图像，根据上述步骤二获得的相机内参矩阵A矫正图像，并提取标定板角点坐标，将同一点在不同图像中的世界坐标记为点集Pi。
利用最小二乘法拟合出过这组点集的球面S的方程和空间平面π的方程，随后过球心对空间平面垂直投影，得到该点集所对应的圆心Oi坐标(xi，yi，zi)，并拟合出旋转轴v＝(a，b，c)T，由旋转轴标定公式，某点(xc，yc，zc)与其旋转θ角度后坐标(xc′，yc′，zc′)的关系为：
k＝1-cosθ，(Tx，Tx，Tx)为上述所有圆心坐标均值。其它方式和具体实施方式六相同。本实施方式可以获得结构光检测装置多种姿态下，相机坐标系与平台坐标系的转换矩阵。使得结构光检测装置可将不同视点位置获得的点云转换在同一坐标系下，进而一次性获得航空叶片完整的点云数据。
具体实施方式十：结合图1-图6对本实施方式进行说明，本实施方式给出的基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，步骤四中包括：先根据加工航空叶片的模型，手动输入其在机检测的路线及相机视点，运动机构带动CCD相机2运动至某一设定位置后，首先采集该位置点云数据，通过叶片检测平台坐标系中上下边界点云的Z坐标差值与事先设定的阈值相比对，来判断当前叶片角度是否合适，若叶片角度满足测量要求，则使用上述点云数据当作此位置扫描结果，若不满足，则计算主轴所需补偿角度θ，完成主轴旋转后重新对目标区域进行扫描，获得无缺损的点云数据。其它方式和具体实施方式六相同。本实施方式可以保证结构光检测装置在扫描航空叶片时，叶片被测量部份正对测量装置，以减少测量景深，提高叶片表面的测量精度。
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：它包括末端转动机构(1)、CCD相机(2)、结构光系统固定装置(3)、标定板(4)、标定板夹具(5)、投影仪(6)和三轴运动机构(7)和底端支座；CCD相机(2)和投影仪(6)安装在结构光系统固定装置(3)上，结构光系统固定装置(3)安装在末端转动机构(1)上，末端转动机构(1)与三轴运动机构(7)固定连接，三轴运动机构(7)安装在底端支座上，标定板(4)安装在标定板夹具(5)上，标定板夹具(5)安装在机床卡盘上。
2.根据权利要求1所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：结构光系统固定装置(3)包括外部框架(31)、CCD相机锁紧螺栓(32)、中间板(33)和多个投影仪锁紧螺栓(34)；CCD相机(2)和投影仪(6)由上至下安装在外部框架(31)上，CCD相机(2)通过CCD相机锁紧螺栓(32)安装在外部框架(31)上，投影仪(6)通过多个投影仪锁紧螺栓(34)固定安装在外部框架(31)上，中间板(33)的一端通过螺钉固定安装在外部框架(31)上，且中间板(33)位于CCD相机(2)和投影仪(6)中间，中间板(33)的另一端安装在末端转动机构(1)上。
3.根据权利要求2所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：末端转动机构(1)包括步进电机(12)、电机齿轮(13)和固定板(11)；固定板(11)通过螺栓与三轴运动机构(7)固定连接，中间板(33)的另一端转动连接安装在固定板(11)上，安装在固定板(11)一端的中间板(33)的为弧形端板，且弧形板的外弧面加工有多个齿牙，步进电机(12)安装在固定板(11)上，且步进电机(12)转轴的输出端固定套装有电机齿轮(13)，电机齿轮(13)与中间板(33)加工有齿牙一端的弧形端板齿啮合。
4.根据权利要求3所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：三轴运动机构(7)包括固定座、Z轴滑台(71)、X轴滑台(72)和两个Y轴滑台(73)；Z轴滑台(71)包括Z轴丝杠、Z轴滑块、Z轴固定板、Z轴电机连接板、Z轴丝母、Z轴电机和两个Z轴光杆；X轴滑台(72)包括X轴滑块、X轴步进电机、皮带、X轴驱动皮带轮、X轴从动皮带轮、两个X轴光杆和两个X轴带轮安装架；每个Y轴滑台(73)包括Y轴丝杠、Y轴丝母、Y轴电机连接板、Y轴电机和两个Y轴光杆；
Z轴滑块和Z轴丝母固定连接，Z轴丝杠与Z轴丝母螺纹连接并插装在Z轴滑块上，两个Z轴光杆相对平行设置，且两个Z轴光杆滑动插装在Z轴滑块上，每个Z轴光杆的两端分别安装在Z轴固定板和Z轴电机连接板上，Z轴电机固定安装在Z轴电机连接板上，且Z轴电机转轴与Z轴丝杠的一端固定连接，Z轴丝杠的另一端与Z轴固定板转动连接，Z轴固定板通过螺栓与末端转动机构(1)连接，
两个X轴带轮安装架相对设置，X轴滑块滑动安装在两个X轴光杆上，两个X轴光杆相对平行安装在两个X轴带轮安装架上，一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴从动皮带轮，另一个X轴带轮安装架上转动连接安装有一个X轴驱动皮带轮，且X轴步进电机壳体与X轴带轮安装架固定连接，X轴步进电机转轴上与X轴驱动皮带轮固定连接，X轴驱动皮带轮和X轴从动皮带轮通过皮带传动连接，且皮带与X轴滑块固定连接，X轴滑块与Z轴滑块固定连接，每个Z轴光杆均与X轴光杆垂直设置，
每个Y轴丝母固定安装在X轴带轮安装架上，Y轴电机安装在Y轴电机连接板上，Y轴电机的转轴与Y轴丝杠的顶端固定连接，Y轴丝杠与Y轴丝母螺纹连接，两个Y轴光杆相对平行设置，且两个Y轴光杆与X轴带轮安装架滑动连接，Y轴光杆的顶端与Y轴电机连接板固定连接，固定座设置在两个Y轴滑台(73)下方，每个Y轴丝杠底端与固定座的一端转动连接，且每个Y轴滑台(73)的Y轴光杆与固定座固定连接。
5.根据权利要求4所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置，其特征在于：底端支座包括支架(8)和移动底座(9)；移动底座(9)包括移动框体和多个带有自锁的行走轮，支架(8)顶端与三轴运动机构(7)的固定座固定连接，支架(8)的底端与移动框体固定连接，多个带有自锁的行走轮安装在移动框体底端上。
6.利用权利要求1至5中任意一项所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤实现的：
步骤一：安装标定板，装夹CCD相机(2)和投影仪(6)，调整支架(8)和移动底座(9)的位置，调整CCD相机(2)参数；
步骤二：对结构光系统进行标定，获得相机的畸变矫正矩阵；
步骤三：对CCD相机(2)进行手眼标定，对机床主轴进行旋转轴标定，得到相机坐标系与运动机构坐标系间的转换矩阵，以及主轴转角θ时的叶片点云坐标转换矩阵；
步骤四：对待检测叶片进行扫描，通过一种主轴旋转角度与CCD相机(2)采集位姿的配合方法，并使用步骤二中与步骤三中得到图像畸变矫正矩阵与坐标系间转换矩阵在运动机构坐标系中得到其点云数据。
7.根据权利要求6所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法,其特征在于：
所述步骤一具体包括：将标定板(4)使用标定板夹具(5)竖直装夹在四轴机床主轴上，选取满足测量需求的工业CCD相机(2)和投影仪(6)，将CCD相机(2)和投影仪(6)通过CCD相机锁紧螺栓(32)、中间板(33)和多个投影仪锁紧螺栓(34)装夹在外部框架(31)上，手动调整支架(8)和移动底座(9)保证运动机构行程可覆盖测量所需路线，根据所需测量环境调整相机的光圈、焦距，完成相机调焦。
8.根据权利要求6所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，其特征在于：
所述步骤二具体包括：保持标定板(4)不动，通过控制运动机构使CCD相机(2)在与标定板(4)平行的某一平面内拍摄多张照片，通过张正友标定法，采用上述照片对相机进行标定，可以得到相机的内参数矩阵A，其中
Fx为横向畸变参数，Fy为纵向畸变参数，(u0，v0)为图像坐标系的中点。
9.根据权利要求6所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，其特征在于：所述步骤三具体包括：
步骤三一：对装夹好的结构光测量系统进行手眼标定：保持末端转动机构不动，通过三轴运动机构(7)对CCD相机(2)进行三次非共面平移，随后回到初始位置，将末端转动机构(1)旋转角度θ，进行一次平移，记录下四次平移中初末位置标定板图像，并通过Z轴滑台步进电机、X轴滑台步进电机与两个Y轴滑台步进电机运动控制卡中脉冲数，计算每次平移前后工具端的坐标变化向量tpi(i＝1～4)。
随后运用步骤二获得的相机内参矩阵A矫正上述获得的图像，提取每次平移前后标定板角点坐标变化向量，通过多个角点坐标变化向量交点，运用半径滤波后求取坐标均值的方法求出扩展焦点F，每次平移过程中相机光心O指向F点的向量OFi(i＝1～4)，即为每次平移中相机坐标系的移动向量；
通过计算公式：R＝[OF1，OF2，OF3][tp1，tp2，tp3]-1得到相机坐标系与平台坐标系的旋转矩阵R，通过公式t＝(R4-E)-1(Rt4-tp4)计算出相机坐标系与运动机构坐标系的平移向量，其中：
得相机坐标系C与运动机构坐标系P之间有如下关系：
步骤三二：根据特定航空叶片的测量需求，选定末端转动机构测量时所需的n个旋转角度βi。分别旋转βi角度后重复上述步骤三一，获得n种情况下的转换矩阵[Ri，ti](i＝1～n)；
步骤三三：对四轴加工中心主轴轴线位置在相机坐标系中进行标定：
将末端转动机构回正，保持CCD相机(2)静止，调整机床主轴，拍摄标定板在竖直位置的±45°范围内每相隔3°的图像，根据上述步骤二获得的相机内参矩阵A矫正图像，并提取标定板角点坐标，将同一点在不同图像中的世界坐标记为点集Pi。
利用最小二乘法拟合出过这组点集的球面S的方程和空间平面π的方程，随后过球心对空间平面垂直投影，得到该点集所对应的圆心Oi坐标(xi，yi，zi)，并拟合出旋转轴v＝(a，b，c)T，由旋转轴标定公式，某点(xc，yc，zc)与其旋转θ角度后坐标(xc′，yc′，zc′)的关系为：
k＝1-cosθ，(Tx，Tx，Tx)为上述所有圆心坐标均值。
10.根据权利要求6所述基于结构光测量航空叶片在机检测装置的点云获取方法，其特征在于：步骤四中包括：先根据加工航空叶片的模型，手动输入其在机检测的路线及相机视点，运动机构带动CCD相机(2)运动至某一设定位置后，首先采集该位置点云数据，通过叶片检测平台坐标系中上下边界点云的Z坐标差值与事先设定的阈值相比对，来判断当前叶片角度是否合适，若叶片角度满足测量要求，则使用上述点云数据当作此位置扫描结果，若不满足，则计算主轴所需补偿角度θ，完成主轴旋转后重新对目标区域进行扫描，获得无缺损的点云数据。
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