CN116945195B - 全向测量设备系统装置、配准方法、电子设备和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明属于三维测量领域，具体涉及一种含有多侧向工作测量装置的全向测量设备系统装置、配准方法、电子设备和存储介质，其中系统装置包括：运动模块：运动模块包括多个1至3自由度移动平台，每个移动平台上安装6自由度的串联机器人；测量模块：每个串联机器人末端安装一台三维测量设备，测量方向为水平方向；动力驱动模块：6自由度的串联机器人的每个活动关节以及移动平台的每个自由度具有对应的动力驱动模块，能够驱动该活动关节或自由度沿轴方向实现单自由度旋转或单自由度平动；控制模块：能够以指令形式控制动力驱动模块以给定的速度运动到给定的位置。本装置及方法能够在不使用额外设备的情况较容易补偿重力对手眼标定的影响。
Description
技术领域
本发明属于三维测量领域，具体涉及一种含有多侧向工作测量装置的全向测量设备系统装置、配准方法、电子设备和存储介质。
背景技术
汽车、船舶、航空航天等制造业领域的检测任务常常涉及到大尺度工件的检测问题。该问题往往同时涉及到整体形貌测量和局部细节测量两项任务，前者用于确认工件的外形是否满足气动性能、形状结构等设计的要求，后者用于评估连接件、焊缝等对于强度影响较大的局部结构的质量。串联机械臂系统具有工作空间灵活，控制简单的优势，但当负载较大或其工作距离较长时，重力对其末端定位性能会产生较大的影响。在测量任务前，需要首先将测量系统与机械臂末端坐标进行标定，即手眼标定，再使用手眼标定的结果将测量系统的坐标系与工件坐标系进行三维配准，末端定位性能不足会导致手眼标定以及三维配准的精度下降，进而导致测量结果无法与工件的数字模型进行对齐和比较，影响测量结果的精度。故在含有机械臂尤其是含有侧向安装机械臂的全向测量系统中，在手眼标定以及三维配准中减少重力的影响能够显著提升配准精度。
发明内容
为克服现有技术的不足之处，本申请提出一种含有多侧向工作测量装置的全向测量设备系统装置、配准方法、电子设备和存储介质。
为了实现上述发明目的，本申请提供的技术方案如下：
一种全向测量设备系统装置，包括：
运动模块：包括多个1至3自由度移动平台，每个移动平台上安装1个或多个6自由度的串联机器人；
测量模块：每个串联机器人末端安装一台三维测量设备，测量方向为水平方向；
动力驱动模块：6自由度的串联机器人的每个活动关节以及移动平台的每个自由度具有对应的动力驱动模块，能够驱动该活动关节或自由度沿轴方向实现单自由度旋转或单自由度平动；
控制模块：能够以指令形式控制动力驱动模块以给定的速度运动到给定的位置。
一种全向测量设备配准方法，包括如下步骤：
步骤1.确定测量设备与机器人末端的位置关系；
步骤2.将待测工件配准至全向测量设备系统装置决定的世界坐标系。
进一步地，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1）.将标定板竖直安装在串联机器人及三维测量设备的测量范围之内；
步骤2）.在仿真程序中计算串联机器人的标定位姿序列；
步骤3）.向串联机器人下达运动指令，使串联机器人运动初始测量位姿，并将机器人末端关节旋转个角度对标定板进行测量，末端角坐标记为/>，对应旋转矩阵记为：
；
计算后续测量点机器人坐标与第一个测量点机器人坐标之间的旋转矩阵：
；
步骤4）.向串联机器人下达运动指令，使串联机器人依次通过预设的剩余个测量位姿，通过串联机器人传感器数据计算串联机器人末端到基座的齐次转换矩阵；计算后续测量点机器人坐标与第/>个测量点机器人坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
步骤5）.使用测量设备采集标定板图像，计算标定板各个特征点的三维坐标，通过奇异值分解方法计算标定板坐标系到相机坐标系的齐次转换矩阵；
计算后续测量点相机坐标与第一个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵，进而获得旋转矩阵/>平移向量/>：
；
计算后续测量点相机坐标与第个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
步骤6）.使用进行优化解算，得到手眼旋转向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>，再转化为手眼旋转矩阵/>；
步骤7）.使用进行优化解算，得到手眼平移向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>。
进一步地，步骤6）中将旋转矩阵表示为旋转向量；
步骤7）具体为：选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量/>的一组约束：
其中
;
上式中为系数矩阵，/>为正则化旋转向量，/>为向量到反对称矩阵的映射；
对进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
;
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
;
则可以得到的一个约束：
；
其中，为系数矩阵；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量/>的另一组约束：
;
其中
;
其中，为系数矩阵，/>为正则化旋转向量；
采用约束最小二乘法求解：
;
再由上式计算得到手眼旋转向量/>，进而计算手眼旋转矩阵/>；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼平移向量/>的一组约束：
;
其中
;
为单位矩阵，对/>进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
;
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
;
则可以得到的一个约束：
;
其中，为系数矩阵；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼平移向量的另一组约束：
;
其中
;
其中，为系数矩阵；
采用约束最小二乘法求解手眼平移向量：
。
进一步地，所述步骤2的步骤包括：
步骤a）.将待测工件固定至工作位置；
步骤b）.在工件上选择包含若干特征点的若干个特征区域，通过工件CAD模型获得所有特征点在工件坐标系的坐标；
步骤c）.控制每个机器人依次通过其可覆盖的所述特征区域，对特征区域进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标；
步骤d）.对于每个测量点位，将机器人的末端分别旋转90度、180度、270度进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标；
步骤e）.对于每次测量结果，通过测量设备坐标系到机器人末端的转换矩阵、机器人正运动学模型以及机器人基座坐标到世界坐标系的转换矩阵计算特征点在世界坐标系中的三维坐标，记录所述特征点在世界坐标系中的三维坐标以及所述特征点在工件坐标系的坐标；
步骤f）.使用奇异值分解方法计算所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵；
步骤g）.使用所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵计算各个特征点在世界坐标系的坐标，与观察结果进行对比。
一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器和控制器；
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述所述的一种全向测量设备配准方法；
所述控制器能够给控制模块发送所述运动指令。
一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行一种全向测量设备配准方法。
本发明的优点在于：
1、为了针对侧向工作下机器人末端定位精度受重力影响较大，定位精度不足导致手眼标定结果不准确，进而导致配准精度不足的问题，本申请提出了一种通过在同一个测量位置改变测量方向进行测量的手眼标定采用方法。该方法能够在不使用额外设备的情况较容易补偿重力对手眼标定的影响。
2、针对手眼标定存在误差时，单个测量设备单个特征点位下工件配准精度较低的问题，提出了通过多系统测量工件的多个特征点位，再使用奇异值分解分解获得配准结果的方法。本方法能够有效补偿因重力等非几何误差引起的手眼配准精度较低进而导致配准精度不足的问题。
附图说明
图1为本发明一个实施例的示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是为了解释本发明而非对本发明的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
以下结合附图和实例来说明本发明的具体实施方法，本发明不限于该实施例。
实施例1
一种含有多测量装置的全向测量设备的系统装置，包括：
（1）运动模块。多个1至3自由度移动平台，每个平台上安装1个或多个6自由度串联机器人。
（2）测量模块。每个串联机器人末端安装一台三维测量电子设备。
（3）动力驱动模块。6自由度串联机器人的每个活动关节以及移动平台的每个自由度具有一个对应的动力驱动模块，能够驱动该活动关节或自由度沿轴单自由度旋转或单自由度平动；
（4）控制模块。能够以指令形式控制动力驱动模块以给定的速度运动到给定的位置。
本公开的一个实施例中，包含三个移动平台，在世界坐标下，其中1个具有x方向自由度，2个具有x、z方向自由度。每个移动平台上装有1台6自由度串联机器人，每个机器人末端装有1台测量设备。控制模块核心部分为PLC，能够向全部的机器人以及移动平台发送运动控制指令，使其按照给定速度运动到给定位置，同时能接受上位机指令，将上位机指令转化为所述机器人和移动平台的运动指令。下面结合附图进行进一步说明：
图1是本发明一个实施例的示意图。本实施例主要由上方单自由度移动平台1、上方协作机器人2、上方测量设备3、左方二自由度移动平台4、左方协作机器人5、左方测量设备6、右方二自由度移动平台7、右方协作机器人8、右方测量设备9组成。其中，上方测量设备3安装在上方协作机器人2末端，上方协作机器人2基座安装在上方单自由度移动平台1上；左方测量设备6安装在左方协作机器人5末端，左方协作机器人5基座安装在左方二自由度移动平台4上；右方测量设备9安装在右方协作机器人8末端，右方协作机器人8基座安装在右方二自由度移动平台7上。测量时控制系统向上方单自由度移动平台1、上方协作机器人2、左方二自由度移动平台4、左方协作机器人5、右方二自由度移动平台7、右方协作机器人8发送独立运动指令，使其运动到测量位置，之后向上方测量设备3、左方测量设备6、右方测量设备9发送测量指令，使其进行测量并将测量结果返回到控制系统。
实施例2
本申请公开第二方面实施例提出了一种含有多侧向工作测量装置的全向测量设备的三维配准方法，具体包括：
（1）利用测量设备的双目测量设备确定测量设备与机器人末端的位置关系；
具体包括
（1-1）将标定板竖直安装在机器人及测量设备的测量范围之内；
（1-2）在仿真程序中计算机器人的标定位姿序列，使得标定板在最佳测量距离内；
（1-3）向机器人下达运动指令，使机器人运动初始测量位姿，并将机器人末端关节旋转多个角度对标定板进行测量，末端角坐标记为/>，对应旋转矩阵记为：
计算后续测量点机器人坐标与第一个测量点机器人坐标之间的旋转矩阵：
（1-4）向机器人下达运动指令，使机器人依次通过预设的剩余个测量位姿，通过机器人传感器数据计算机器人末端到基座的齐次转换矩阵/>。在本实施例中采用机器人正运动学方法求解，即：
进一步，计算后续测量点机器人坐标与第个测量点机器人坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
（1-5）使用测量设备采集标定板图像，计算标定板各个特征点的三维坐标。通过奇异值分解方法计算标定板坐标系到相机坐标系的齐次转换矩阵。
计算后续测量点相机坐标与第一个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵，进而获得旋转矩阵/>平移向量/>：
；
计算后续测量点相机坐标与第个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
（1-6）使用进行优化解算，得到手眼旋转向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>，再转化为手眼旋转矩阵/>；
将步骤（1-3）至（1-5）中旋转矩阵表示为旋转向量；
（1-7）使用进行优化解算，得到手眼平移向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>。
具体为：选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量的一组约束：
;
其中
;
上式中为系数矩阵，/>为正则化旋转向量，/>为向量到反对称矩阵的映射；
对进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
;
则可以得到的一个约束：
；
其中，为系数矩阵；
（1-8）选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量/>的另一组约束：
其中
其中，为系数矩阵，/>为正则化旋转向量；
使用步骤（1-7）中的约束，采用约束最小二乘法求解：
再由上式计算得到手眼旋转向量/>，进而计算手眼旋转矩阵/>。
（1-9）选取进行线性最小二乘解算，得到手眼平移向量的一组约束：
其中
为单位矩阵，对/>进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
则可以得到的一个约束：
其中，为系数矩阵。
（1-10）选取进行线性最小二乘解算，得到步骤（1-9）所述手眼平移向量/>的另一组约束：
其中
使用步骤（1-9）中的约束，采用约束最小二乘法求解手眼平移向量：
和/>为中间变量，无实际意义。
（2）将待测工件配准至全向测量设备系统装置决定的世界坐标系，具体包括：
（2-1）将待测工件固定至工作位置；
（2-2）在工件上选择包含若干特征点的若干个特征区域，通过工件CAD模型获得所有特征点在工件坐标系的坐标。
（2-3）控制每个机器人依次通过其可覆盖的所述特征区域，对特征区域进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标；
（2-4）对于每个测量点位，将机器人的末端分别旋转90度、180度、270度进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标。
（2-5）对于每次测量结果，通过测量设备坐标系到机器人末端的转换矩阵、机器人正运动学模型以及机器人基座坐标到世界坐标系的转换矩阵计算特征点在世界坐标系中的三维坐标。记录所述特征点在世界坐标系中的三维坐标以及所述特征点在工件坐标系的坐标。
（2-6）使用奇异值分解方法计算所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵。
（2-7）使用所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵计算各个特征点在世界坐标系的坐标，与观察结果进行对比。
本公开的实施例中，包含三个移动平台，在世界坐标下，其中1个具有x方向自由度，2个具有x、z方向自由度。每个移动平台上装有1台6自由度串联机器人，每个机器人末端装有1台主动双目测量设备。测量设备获得的点云可以用齐次坐标集合表示，该坐标表达在测量设备坐标系下。通过预先的标定结果可将其转换到世界坐标系下，即：
其中由机器人运动学得到，/>为第i个机器人的安装方向的旋转矩阵，/>为手眼标定的结果，/>为所述第i个机器人基座位置可以表示为：
其中为平台机器人基座原点，/>为第i个移动平台在x方向的运动距离，/>为第i个移动平台在x方向的运动距离，/>为第i个移动平台x方向在世界坐标下的运动方向，/>为第i个移动平台z方向在世界坐标下的运动方向。
实施例3
为了实现上述实施例，本公开第三方面实施例提出一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述方法。
实施例4
为了实现上述实施例，本实施例提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行，用于执行上述实施例。
需要说明的是，本公开上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本公开中，计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读信号介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。
上述计算机可读介质可以是上述电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备执行上述实施例。
可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序，然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (5)
1.一种全向测量设备配准方法，其特征在于：包括如下步骤
步骤1.确定测量设备与机器人末端的位置关系；
步骤2.将待测工件配准至全向测量设备系统装置决定的世界坐标系；
所述步骤1包括如下步骤：
步骤1）.将标定板竖直安装在串联机器人及三维测量设备的测量范围之内；
步骤2）.在仿真程序中计算串联机器人的标定位姿序列；
步骤3）.向串联机器人下达运动指令，使串联机器人运动初始测量位姿，并将机器人末端关节旋转个角度对标定板进行测量，末端角坐标记为/>，对应旋转矩阵记为：
；
计算后续测量点机器人坐标与第一个测量点机器人坐标之间的旋转矩阵：
；
步骤4）.向串联机器人下达运动指令，使串联机器人依次通过预设的剩余个测量位姿，通过串联机器人传感器数据计算串联机器人末端到基座的齐次转换矩阵；计算后续测量点机器人坐标与第/>个测量点机器人坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
步骤5）.使用测量设备采集标定板图像，计算标定板各个特征点的三维坐标，通过奇异值分解方法计算标定板坐标系到相机坐标系的齐次转换矩阵；
计算后续测量点相机坐标与第一个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
计算后续测量点相机坐标与第个测量点相机坐标之间的齐次转换矩阵/>，进而获得旋转矩阵/>和平移向量/>：
；
步骤6）.使用进行优化解算，得到手眼旋转向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>，再转化为手眼旋转矩阵/>；
步骤7）.使用进行优化解算，得到手眼平移向量/>的多组约束，通过公共约束求解手眼旋转向量/>；
所述步骤2包括：
步骤a）.将待测工件固定至工作位置；
步骤b）.在工件上选择包含若干特征点的若干个特征区域，通过工件CAD模型获得所有特征点在工件坐标系的坐标；
步骤c）.控制每个机器人依次通过其可覆盖的所述特征区域，对特征区域进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标；
步骤d）.对于每个测量点位，将机器人的末端分别旋转90度、180度、270度进行三维测量，提取特征点在测量设备坐标系中的三维坐标；
步骤e）.对于每次测量结果，通过测量设备坐标系到机器人末端的转换矩阵、机器人正运动学模型以及机器人基座坐标到世界坐标系的转换矩阵计算特征点在世界坐标系中的三维坐标，记录所述特征点在世界坐标系中的三维坐标以及所述特征点在工件坐标系的坐标；
步骤f）.使用奇异值分解方法计算所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵；
步骤g）.使用所述工件坐标系到世界坐标系的转换矩阵计算各个特征点在世界坐标系的坐标，与观察结果进行对比；
实现该方法的设备为一种全向测量设备系统装置，包括如下模块
运动模块：包括多个1至3自由度移动平台，每个移动平台上安装1个或多个6自由度的串联机器人；
测量模块：每个串联机器人末端安装一台三维测量设备，测量方向为水平方向；
动力驱动模块：6自由度的串联机器人的每个活动关节以及移动平台的每个自由度具有对应的动力驱动模块，能够驱动该活动关节或自由度沿轴方向实现单自由度旋转或单自由度平动；
控制模块：能够以指令形式控制动力驱动模块以给定的速度运动到给定的位置。
2.根据权利要求1所述的一种全向测量设备配准方法，其特征在于：步骤6）中将旋转矩阵表示为旋转向量/>。
3.根据权利要求2所述的一种全向测量设备配准方法，其特征在于：步骤7）具体为：选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量/>的一组约束：
；
其中
;
上式中为系数矩阵，/>为正则化旋转向量，/>为向量到反对称矩阵的映射；
对进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
;
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
;
则可以得到的一个约束：
；
其中，为系数矩阵；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼旋转向量/>的另一组约束：
;
其中
;
其中，为系数矩阵，/>为正则化旋转向量；
采用约束最小二乘法求解：
;
再由上式计算得到手眼旋转向量/>，进而计算手眼旋转矩阵/>；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼平移向量/>的一组约束：
;
其中
;
为单位矩阵，对/>进行奇异值分解，可得/>，其中/>为正交矩阵，/>为对角矩阵，可表示为：
;
其中为/>的特征值，由于/>理论上秩为2，故有/>，记：
;
则可以得到的一个约束：
;
其中，为系数矩阵；
选取进行线性最小二乘解算，得到手眼平移向量/>的另一组约束：
;
其中
;
其中，为系数矩阵；
采用约束最小二乘法求解手眼平移向量：
。
4.一种电子设备，其特征在于：
包括至少一个处理器；以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器和控制器；
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被设置为用于执行上述所述权利要求1-3任意一项的一种全向测量设备配准方法；
所述控制器能够给控制模块发送所述运动指令。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述计算机可读存储介质存储计算机指令，所述计算机指令用于使所述计算机执行如权利要求1-3任意一项的一种全向测量设备配准方法。
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