CN213874338U - 姿态校准装置 - Google Patents

姿态校准装置 Download PDF

Info

Publication number
CN213874338U
CN213874338U CN202023232031.XU CN202023232031U CN213874338U CN 213874338 U CN213874338 U CN 213874338U CN 202023232031 U CN202023232031 U CN 202023232031U CN 213874338 U CN213874338 U CN 213874338U
Authority
CN
China
Prior art keywords
rotating shaft
rotation angle
reflector
attitude
turntable
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202023232031.XU
Other languages
English (en)
Inventor
郭鑫鑫
蓝光金
胡劲标
江贤志
叶凌华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grg Metrology & Test Beijing Co ltd
Grg Metrology & Test Chengdu Co ltd
Grg Metrology & Test Hunan Co ltd
Henan Grg Metrology & Test Co ltd
Radio And Tv Measurement And Testing Group Co ltd
Original Assignee
Grg Metrology & Test Beijing Co ltd
Grg Metrology & Test Chengdu Co ltd
Grg Metrology & Test Hunan Co ltd
Henan Grg Metrology & Test Co ltd
Guangzhou GRG Metrology and Test Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grg Metrology & Test Beijing Co ltd, Grg Metrology & Test Chengdu Co ltd, Grg Metrology & Test Hunan Co ltd, Henan Grg Metrology & Test Co ltd, Guangzhou GRG Metrology and Test Co Ltd filed Critical Grg Metrology & Test Beijing Co ltd
Priority to CN202023232031.XU priority Critical patent/CN213874338U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN213874338U publication Critical patent/CN213874338U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

本实用新型涉及一种姿态校准装置。该姿态校准装置包括校准转台、转角测量组件和位姿测量组件,校准转台包括转盘,转盘能够分别绕三个互相垂直的方向转动;转角测量组件连接于转盘,转角测量组件用于测量反射器分别绕三个方向转动的转角;位姿测量组件包括反射器和位姿测量器,反射器连接于转盘,位姿测量器间隔反射器设置,位姿测量器用于测量反射器的位置和姿态。本实用新型提供的姿态校准装置中的校准转台能够绕三个互相垂直的方向旋转,结构简单,稳定性好,不会对反射器反射光线造成遮挡,能够实现位姿测量器在大范围内对反射器的姿态测量,并通过与转角测量组件测得的反射器理论姿态进行对比,从而实现对位姿测量组件的姿态校准,精确度高。

Description

姿态校准装置
技术领域
本实用新型涉及位姿测量技术领域,特别是涉及姿态校准装置。
背景技术
对于一般的机械产品的测量,所需要的主要是产品的3D位置数据,得到其位置精度,但在机器人手臂控制中,不但要控制机器人手臂的3D位置,还要知道机器人手部的空间姿态,因此,如何正确的获得6D数据,越来越成为业内的一项紧迫难题。而3D数据的获取已经非常成熟,现在所关注的主要问题就是物体空间姿态的实时测量方法,现有的姿态校准装置中的三轴转台一般用于陀螺仪与惯性导航设备的校准,由于陀螺仪与惯性导航的工作原理,常见三轴转台在设计时并不会考虑光线遮挡等问题,一般三轴转台在校准T-probe/T-Mac时,由于转台框架遮挡光线,存在校准角度范围小,操作复杂、测试精度无法满足校准要求或者无法同时进行三个方向的大范围测量等问题。
实用新型内容
基于此,有必要针对转台框架遮挡光线,存在校准角度范围小,操作复杂、测试精度无法满足校准要求或者无法同时进行三个方向的大范围测量等技术问题,提供一种姿态校准装置。
一种姿态校准装置,包括:
校准转台,所述校准转台包括转盘,所述转盘能够分别绕第一方向转动、第二方向转动和第三方向转动,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直;
转角测量组件,所述转角测量组件连接于所述转盘,所述转角测量组件用于测量所述转盘分别绕所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向转动的转角;
位姿测量组件,所述位姿测量组件包括反射器和位姿测量器,所述反射器连接于所述转盘,所述位姿测量器间隔所述反射器设置,所述位姿测量器用于测量所述反射器的位置和姿态。
在其中一个实施例中,所述校准转台包括第一驱动组件,所述第一驱动组件包括第一驱动件和第一转轴,所述第一转轴连接于所述第一驱动件的动力输出端,所述第一转轴沿所述第一方向延伸,所述转盘连接于所述第一转轴,所述第一驱动件用于驱动所述第一转轴旋转,所述第一转轴带动所述转盘绕自身的轴线旋转。
在其中一个实施例中,所述转角测量组件包括第一转角测量件,所述第一转角测量件连接于所述第一转轴,所述第一转角测量件用于测量所述第一转轴的转角。
在其中一个实施例中,所述校准转台包括第二驱动组件,所述第二驱动组件包括第二驱动件和第二转轴,所述第二转轴连接于所述第二驱动件的动力输出端,所述第二转轴沿所述第二方向延伸,所述第一驱动组件连接于所述第二转轴,所述第二驱动件用于驱动所述第二转轴绕自身轴线旋转。
在其中一个实施例中,所述转角测量组件还包括第二转角测量件,所述第二转角测量件连接于所述第二转轴,所述第二转角测量件用于测量所述第二转轴的转角。
在其中一个实施例中,所述校准转台还包括第三驱动组件,所述第三驱动组件包括第三驱动件和第三转轴,所述第三转轴连接于所述第三驱动件的动力输出端,所述第三转轴沿所述第三方向延伸,所述第二驱动组件连接于所述第三转轴,所述第三驱动件用于驱动所述第三转轴绕自身轴线旋转。
在其中一个实施例中,所述转角测量组件还包括第三转角测量件,所述第三转角测量件连接于所述第三转轴,所述第三转角测量件用于测量所述第三转轴的转角。
在其中一个实施例中,所述反射器包括反射镜和板体,所述板体连接于所述转盘,所述反射镜安装于所述板体背离所述转盘一侧,所述反射镜用于反射激光束。
在其中一个实施例中,所述位姿测量器包括位置测量件,所述位置测量件能够朝向所述反射镜发射激光束,并能够接收所述反射镜反射回来的激光束,所述位置测量件用于测量所述反射镜的位置。
在其中一个实施例中,所述位姿测量器还包括姿态测量件,所述反射器还包括标识物,所述标识物设于所述板体背离所述转盘一侧,所述姿态测量件用于测量所述标识物和所述反射镜的姿态。
上述姿态校准装置,包括校准转台、转角测量组件和位姿测量组件,校准转台包括转盘,转盘能够分别绕第一方向转动、第二方向转动和第三方向转动,第一方向、第二方向以及第三方向相互垂直;转角测量组件连接于转盘,转角测量组件用于测量转盘分别绕第一方向、第二方向以及第三方向转动的转角;位姿测量组件包括反射器和位姿测量器,反射器连接于转盘,位姿测量器间隔反射器设置,位姿测量器用于测量反射器的位置和姿态。本实用新型提供的姿态校准装置中的校准转台能够绕三个互相垂直的方向旋转,结构简单,稳定性好,且不会对反射器反射光线造成遮挡,能够实现位姿测量器在大范围内对反射器的姿态测量,并通过与转角测量组件测得的反射器理论姿态进行对比,从而实现对位姿测量组件的姿态校准,精确度高。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的姿态校准装置的示意图;
图2为本实用新型实施例提供的校准转台的示意图;
图3为本实用新型实施例提供的校准转台的俯视图;
图4为本实用新型实施例提供的校准转台的部分剖面示意图;
图5为本实用新型实施例提供的校准转台的部分剖面左视图。
附图标记:100-校准转台;110-转盘;120-第一驱动组件;121-第一驱动件;122-第一转轴;123-第一转角测量件;124-第一安装框;125-第一安装腔;130-第二驱动组件;131-第二驱动件;132-第二转轴;133-第二转角测量件;134-转接板;135-第二安装框;136-第二安装腔;140-第三驱动组件;141-第三驱动件;142-第三转轴;143-第三转角测量件;144-外框;145-第三安装框;146-第三安装腔;150-基座;160-固定座;161-固定孔;200-反射器;210-反射镜;220-标识物;230-板体;300-位姿测量器;310-位置测量件;320-姿态测量件;330-机座。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进,因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。
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。在本实用新型的描述中,“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。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
参阅图1和图2,图1为本实用新型实施例提供的姿态校准装置的示意图;图2为本实用新型实施例提供的校准转台的示意图。本实用新型一实施例提供了的姿态校准装置,包括:包括校准转台100、转角测量组件和位姿测量组件,校准转台100包括转盘110,转盘110能够分别绕第一方向转动、第二方向转动和第三方向转动;转角测量组件连接于转盘110,转角测量组件用于测量转盘110分别绕第一方向、第二方向以及第三方向转动的转角;位姿测量组件包括反射器200和位姿测量器300,位姿测量器300间隔反射器200设置,反射器200用于反射激光束,位姿测量器300用于测量反射器200的位置和姿态。本实用新型提供的姿态校准装置中的校准转台100能够沿三个方向旋转,结构简单,稳定性好,且不会对反射器200反射光线造成遮挡,能够实现位姿测量器300在大范围内对反射器200的姿态测量,并通过与转角测量组件测得的反射器200理论姿态进行对比,从而实现对位姿测量组件的姿态校准,精确度高。
其中,校准转台100还包括固定座160和锁紧件,固定座160连接于转盘110,反射器200连接于固定座160背离转盘110的一侧,固定座160上设有沿第一方向延伸的固定孔161,锁紧件能够穿过反射器200和固定孔161,将反射器200固定连接于固定座160,优选地,锁紧件为螺钉,固定孔161上设有螺纹,锁紧件与固定孔161螺纹连接,从而使得反射器200稳定的固定于固定座160上,使得反射器200与转盘110同步转动。优选地,固定座160为法兰盘。
需要说明的是,第一方向为校准转台100的宽度方向,第二方向为校准转台100的高度方向,第三方向为校准转台100为长度方向,为了方便描述,一下均以第一方向、第二方向和第三方向进行描述,其中第一方向、第二方向以及第三方向两两相互垂直。
参阅图2、图3和图5,图3为本实用新型实施例提供的校准转台的俯视图;图5为本实用新型实施例提供的校准转台的部分剖面左视图。在一实施例中,校准转台100包括第一驱动组件120,第一驱动组件120包括第一驱动件121和第一转轴122,第一转轴122连接于第一驱动件121的动力输出端,第一转轴122沿第一方向延伸,转盘110连接于第一转轴122,第一驱动件121用于驱动第一转轴122旋转,第一转轴122带动转盘110绕自身的轴线旋转。
具体地,第一驱动组件120还包括第一安装框124,第一安装框124内设有第一安装腔125,第一驱动件121容设于第一安装腔125,并与第一安装框124的一内壁固定连接,第一安装腔125用于保护第一驱动件121。优选地,第一驱动件121为电机。
进一步地,第一转轴122的一端传动连接于第一驱动件121,另一端穿过第一安装框124朝向转盘110的一侧壁,固定连接于转盘110,第一转轴122可相对于第一安装框124沿第一方向转动。
继续参阅图2、图3和图5,在一实施例中,转角测量组件包括第一转角测量件123,第一转角测量件123连接于第一转轴122,第一转角测量件123用于测量第一转轴122的转角。
具体地,第一转角测量件123套设于第一转轴122,第一转角测量件123与第一转轴122同步转动,第一转角测量件123通过测量自身的转角,从而确定第一转轴122沿第一方向旋转的角度,由于转盘110与第一转轴122同步转动,则第一转角测量件123测出的即是转盘110上反射器200沿第一方向旋转的角度。其中,为了防止外界环境的干扰,第一转角测量件123也容设于第一安装框124。优选地,第一转角测量件123为编码器。
参阅图2和图4,图4为本实用新型实施例提供的校准转台的部分剖面示意图。在一实施例中,校准转台100包括第二驱动组件130,第二驱动组件130包括第二驱动件131和第二转轴132,第二转轴132连接于第二驱动件131的动力输出端,第二转轴132沿第二方向延伸,第一驱动组件120连接于第二转轴132,第二驱动件131用于驱动第二转轴132绕自身轴线旋转。
具体地,第二驱动组件130还包括第二安装框135,第二安装框135内设有第二安装腔136,第二驱动件131容设于第二安装腔136,并与第二安装框135的一内壁固定连接,第二安装腔136用于保护第二驱动件131。其中,第二转轴132的一端传动连接于第二驱动件131,另一端伸出第二安装框135朝向转盘110的一侧壁,固定连接于转盘110,第二转轴132可相对于第二安装框135沿第二方向转动。
进一步地,第二驱动组件130还包括转接板134,转接板134连接于第二转轴132,转接板134与第二转轴132同步转动,转接板134固定连接于第一安装框124朝向转盘110一侧,转接板134用于固定第一安装框124,从而支撑第一驱动组件120。其中,第一转轴122沿第一方向穿过转接板134,并与转接板134转动连接,避免转接板134对第一转轴122带动转盘110和转盘110上的反射器200绕第一方向旋转造成干扰。当第二驱动件131驱动第二转轴132沿第二方向转动时,第一驱动组件120和转盘110与第二转轴132同步转动。优选地,第二驱动件131为电机。
另外,第二驱动组件130的数量为两个,两个第二驱动件131沿第二方向间隔设置,与之对应的第二转轴132、第二转角测量件133和第二安装框135的数量也为两个,两个第二转轴132分别连接转接板134的两端,这样的设置,使得转盘110能够更稳定的沿第二方向旋转。
继续参阅图2和图4,在一实施例中,转角测量组件还包括第二转角测量件133,第二转角测量件133连接于第二转轴132,第二转角测量件133用于测量第二转轴132的转角。
具体地,第二转角测量件133套设于所述第二转轴132,第二转角测量件133与第二转轴132同步转动,第二转角测量件133通过测量自身的转角,从而确定第二转轴132沿第二方向旋转的角度,由于转盘110与第二转轴132同步转动,则第二转角测量件133测出的即是转盘110上反射器200沿第二方向旋转的角度。其中,为了防止外界环境的干扰,第二转角测量件133也容设于第二安装框135。优选地,第二转角测量件133为编码器。
参阅图1、图2和图4,在一实施例中,校准转台100还包括第三驱动组件140,第三驱动组件140包括第三驱动件141和第三转轴142,第三转轴142连接于第三驱动件141的动力输出端,第三转轴142沿第三方向延伸,第二驱动组件130连接于第三转轴142,第三驱动件141用于驱动第三转轴142绕自身轴线旋转。
具体地,第三驱动组件140还包括第三安装框145,第三安装框145内设有第三安装腔146,第三驱动件141容设于第三安装腔146,并与第三安装框145的一内壁固定连接,第三安装腔146用于保护第三驱动件141。优选地,第三驱动件141为电机。其中,第三转轴142的一端传动连接于第三驱动件141,另一端伸出第三安装框145朝向转盘110的一侧壁,固定连接于转盘110,第三转轴142可相对于第三安装框145沿第三方向转动。
进一步地,第三驱动组件140还包括外框144,外框144的一端连接于第三转轴142,另一端连接于第二安装框135,外框144用于支撑第二驱动组件130。外框144与第三转轴142沿第三方向同步转动,外框144能够带动第二驱动组件130同步转动,从而带动转盘110和转盘110上的反射器200转动。
优选地,外框144为“U”形,“U”形外框144的底端固定连接于第三转轴142,“U”形外框144的上侧两端分别连接两个第二安装框135,从而能够稳定的支撑第二安装框135,使得第二驱动组件130、第一驱动组件120、转盘110和转盘110上的反射器200稳定的沿第三方向旋转。
另外,姿态校准装置还包括基座150,基座150连接于第三安装框145,第三驱动组件140与基座150固定连接,基座150用于固定第三驱动件141和支撑第三安装框145。
继续参阅图1、图2和图4,在一实施例中,转角测量组件还包括第三转角测量件143,第三转角测量件143连接于第三转轴142,第三转角测量件143用于测量第三转轴142的转角。
具体地,第三转角测量件143套设于所述第三转轴142,第三转角测量件143与第三转轴142同步转动,第三转角测量件143通过测量自身的转角,从而确定第三转轴142沿第三方向旋转的角度,由于转盘110与第三转轴142同步转动,则第三转角测量件143测出的即是转盘110上反射器200沿第三方向旋转的角度。其中,为了防止外界环境的干扰,第三转角测量件143也容设于第三安装框145。优选地,第三转角测量件143为编码器。
参阅图1,在一实施例中,反射器200包括反射镜210和板体230,板体230连接于转盘110,反射镜210安装于板体230背离转盘110一侧,反射镜210用于反射激光束。具体地,反射镜210设于板体230的中心,反射镜210能够将发射过来的光路按原路反射回去。
继续参阅图1,在一实施例中,位姿测量器300包括位置测量件310,位置测量件310能够朝向反射镜210发射激光束,并能够接收反射镜210反射回来的激光束,位置测量件310用于测量反射镜210的位置。
具体地,位姿测量器300还包括机座330和处理单元,位置测量件310安装于机座330,处理单元与位置测量件310通讯,通讯方式可以是有线的也可以是无线的,处理单元能够根据位置测量件310发射激光束和接受激光束的时间参数,得出反射器200的位置参数。其中,转盘110绕第一方向转动的角度范围为(-360°~360°),转盘110绕第二方向转动的角度范围为(-45°~45°),转盘110绕第三方向转动的角度范围为(-45°~45°),只有转盘110分别绕三个方向转动在转动范围内,位置测量件310就能够朝向反射镜210发射激光束,并能够接收反射镜210反射回来的激光束,通过处理单元得出反射镜210的位置。且反射器200在这个角度范围内转动的过程中,校准转台100不会对反射镜210反射光线造成干扰,能够实现位置测量件310在大范围内对反射器200的位置的测量。优选地,位置测量件310为激光跟踪仪,反射器200为T-probe/T-Mac(自动化跟踪探测系统),其工作原理为现有技术,故不再赘述。其中,本实施例以反射器200为T-Mac为例进行说明。
参阅图1和图2,在一实施例中,位姿测量器300还包括姿态测量件320,反射器200还包括标识物220,标识物220设于板体230背离转盘110一侧,姿态测量件320用于测量标识物220和反射镜210的姿态。
具体地,姿态测量件320安装于机座330,姿态测量件320与位置测量件310通讯,通讯方式可以是有线的也可以是无线的。其中,标识物220能够发光,反射镜210能够反光,使得姿态测量件320能够准确获得标识物220和反射镜210的图像信息,从而通过处理器处理,获得标识物220和反射镜210的姿态参数。其中反射器200在角度范围内转动的过程中,校准转台100不会对标识物220发散光线和反射镜210反射光线造成干扰,能够实现位置测量件310在大范围内对反射器200的位置的测量。优选地,姿态测量件320为T-Cam数字照相机,其工作原理为现有技术,故不再赘述。
进一步地,标识物220的数量为多个,多个标识物220按一定阵列间隔分布于板体230,多个标识物220与板体230中心的反射镜210所形成的图案共同代表T-Mac这个测量目标,处理器能够将这些标识物220和反射镜210的姿态参数转化为T-Mac的姿态参数,则反射镜210的位置参数即代表了T-Mac的位置参数。优选地,位姿测量组件为徕卡AT960激光跟踪仪,其工作原理为现有技术,故不再赘述。优选地,标识物220为红外发光二极管,红外发光二极管能够发光,使得T-Cam数字照相机能够准确捕捉。优选地,红外发光二极管的数量为十个。
测试过程为:
1、打开徕卡AT960激光跟踪仪,使T-Mac与激光跟踪仪连接。
2、控制第一驱动件121、第二驱动件131和第三驱动件141,使校准转台100在测量范围内(第三方向转动角:-45°~45°、第二方向转动角:-45°~45°、第一方向转动角:-360°~360°)转动一系列角度,分别记录在跟踪仪坐标系以及用户坐标系下测量的一系列公共点Pi(i≥30)的坐标。
3、运用最小二乘法最佳拟合计算变换矩阵
Figure BDA0002866285550000121
通过转换矩阵,使得用户坐标系关联到跟踪仪坐标系下。
4、调节校准转台100回到初始位置,在测量范围内均匀选取n(n>1)个校准点,每个校准点测量m(m>1)次,控制第一驱动件121、第二驱动件131和第三驱动件141转动到校准点位,读取编码器在用户坐标系下测量T-Mac的理论姿态角为(α、β、γ),计算T-Mac在激光跟踪仪坐标系下的理论姿态角为(α0、β0、γ0);读取T-Mac在激光跟踪仪下的实测姿态角(αi、βi、γi)。
5、按照如下公式(1)、(2)(3)计算各个校准点姿态角示值误差,式中,
Figure BDA0002866285550000131
分别为第i校准点三次测量第三方向转角、第二方向转角以及第一方向转角的平均值,α0、β0、γ0分别为第i校准点第三方向转角、第二方向转角以及第一方向转角在用户坐标系下的理论姿态角。
Figure BDA0002866285550000132
Figure BDA0002866285550000133
Figure BDA0002866285550000134
需要说明的是,要测量的物体的空间姿态必须是在某一个坐标系下的,其中T-Mac安装于校准转盘110上,则T-Mac与校准转台100在同一个坐标系下,即为用户坐标系,激光跟踪仪间隔T-Mac设置,则激光跟踪仪自身也存在一个坐标系,即为跟踪仪坐标系。当需要通过转角测量组件测得的T-Mac的姿态参数与激光跟踪仪测得的姿态参数做对比之前,需要测得用户坐标系与跟踪仪坐标系之间的函数关系,将用户坐标系转化到跟踪仪坐标系下,从而对徕卡AT960激光跟踪仪的姿态测量精度进行校正,其中,通过徕卡AT960激光跟踪仪对T-Mac的实际位置和姿态参数的测量,以及对T-Mac理论姿态的测量,运用最小二乘法最佳拟合计算变换矩阵
Figure BDA0002866285550000135
通过转换矩阵,使得用户坐标系关联到跟踪仪坐标系下,具体换算方法为现有技术(可参考“物体空间姿态的实时测量方法研究”,张振友,机械设计与研究,第24卷第5期,I8387),故不再赘述。
本实用新型提供的姿态校准装置,测试过程中能够保证T-Mac的中心反射镜210和10个红外发光二极管能做始终朝向激光跟踪仪,在姿态变换过程中不被遮挡,可实现第一方向、第二方向以及第三方向的同时大角度校准。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本实用新型的保护范围。因此,本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种姿态校准装置,其特征在于,所述姿态校准装置包括:
校准转台,所述校准转台包括转盘,所述转盘能够分别绕第一方向转动、第二方向转动和第三方向转动,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相互垂直;
转角测量组件,所述转角测量组件连接于所述转盘,所述转角测量组件用于测量所述转盘分别绕所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向转动的转角;
位姿测量组件,所述位姿测量组件包括反射器和位姿测量器,所述反射器连接于所述转盘,所述位姿测量器间隔所述反射器设置,所述位姿测量器用于测量所述反射器的位置和姿态。
2.根据权利要求1所述的姿态校准装置,其特征在于,所述校准转台包括第一驱动组件,所述第一驱动组件包括第一驱动件和第一转轴,所述第一转轴连接于所述第一驱动件的动力输出端,所述第一转轴沿所述第一方向延伸,所述转盘连接于所述第一转轴,所述第一驱动件用于驱动所述第一转轴旋转,所述第一转轴带动所述转盘绕自身的轴线旋转。
3.根据权利要求2所述的姿态校准装置,其特征在于,所述转角测量组件包括第一转角测量件,所述第一转角测量件连接于所述第一转轴,所述第一转角测量件用于测量所述第一转轴的转角。
4.根据权利要求2所述的姿态校准装置,其特征在于,所述校准转台包括第二驱动组件,所述第二驱动组件包括第二驱动件和第二转轴,所述第二转轴连接于所述第二驱动件的动力输出端,所述第二转轴沿所述第二方向延伸,所述第一驱动组件连接于所述第二转轴,所述第二驱动件用于驱动所述第二转轴绕自身轴线旋转。
5.根据权利要求4所述的姿态校准装置,其特征在于,所述转角测量组件还包括第二转角测量件,所述第二转角测量件连接于所述第二转轴,所述第二转角测量件用于测量所述第二转轴的转角。
6.根据权利要求4所述的姿态校准装置,其特征在于,所述校准转台还包括第三驱动组件,所述第三驱动组件包括第三驱动件和第三转轴,所述第三转轴连接于所述第三驱动件的动力输出端,所述第三转轴沿所述第三方向延伸,所述第二驱动组件连接于所述第三转轴,所述第三驱动件用于驱动所述第三转轴绕自身轴线旋转。
7.根据权利要求6所述的姿态校准装置,其特征在于,所述转角测量组件还包括第三转角测量件,所述第三转角测量件连接于所述第三转轴,所述第三转角测量件用于测量所述第三转轴的转角。
8.根据权利要求1-7任一项所述的姿态校准装置,其特征在于,所述反射器包括反射镜和板体,所述板体连接于所述转盘,所述反射镜安装于所述板体背离所述转盘一侧,所述反射镜用于反射激光束。
9.根据权利要求8所述的姿态校准装置,其特征在于,所述位姿测量器包括位置测量件,所述位置测量件能够朝向所述反射镜发射激光束,并能够接收所述反射镜反射回来的激光束,所述位置测量件用于测量所述反射镜的位置。
10.根据权利要求8所述的姿态校准装置,其特征在于,所述位姿测量器还包括姿态测量件,所述反射器还包括标识物,所述标识物设于所述板体背离所述转盘一侧,所述姿态测量件用于测量所述标识物和所述反射镜的姿态。
CN202023232031.XU 2020-12-28 2020-12-28 姿态校准装置 Active CN213874338U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202023232031.XU CN213874338U (zh) 2020-12-28 2020-12-28 姿态校准装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202023232031.XU CN213874338U (zh) 2020-12-28 2020-12-28 姿态校准装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN213874338U true CN213874338U (zh) 2021-08-03

Family

ID=77043884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202023232031.XU Active CN213874338U (zh) 2020-12-28 2020-12-28 姿态校准装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN213874338U (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116448160A (zh) * 2023-06-15 2023-07-18 长春通视光电技术有限公司 一种基于图像的旋转编码器精度检测方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116448160A (zh) * 2023-06-15 2023-07-18 长春通视光电技术有限公司 一种基于图像的旋转编码器精度检测方法
CN116448160B (zh) * 2023-06-15 2023-09-01 长春通视光电技术有限公司 一种基于图像的旋转编码器精度检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8297103B2 (en) Method and apparatus for measurement and/or calibration of position of an object in space
JP5442457B2 (ja) 位置の突き止め
JP7075145B2 (ja) ラインレーザーセンサ用のキャリブレーションブロック及びハンドアイキャリブレーション方法
US9310482B2 (en) Methods for locating and sensing the position, orientation, and contour of a work object in a robotic system
US7576836B2 (en) Camera based six degree-of-freedom target measuring and target tracking device
US6134507A (en) Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
CA2382394C (en) Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
US4908777A (en) Robot arm calibration system
EP1882155B1 (en) Wheel aligner measurement module attachment system
US8336219B2 (en) Apparatus and method for calibrating a scanning head
CN110246191B (zh) 相机非参数模型标定方法及标定精度评估方法
CN101298984A (zh) 坐标测量方法及装置
CA2434665A1 (en) Method and apparatus for calibrating a non-contact gauging sensor with respect to an external coordinate system
CN112629435B (zh) 基于多线结构光的齿轮测量系统及方法
CN213874338U (zh) 姿态校准装置
TWM516714U (zh) 工具機旋轉軸定位精度檢測裝置
CN115436957A (zh) 一种航天器精度自动化测量系统及精测方法
CN211293237U (zh) 一种激光扫描测量仪
CN116503493A (zh) 一种多相机标定方法、高精度装备及计算机可读存储介质
CN113063394B (zh) 一种基于双二维位置敏感探测器的高精度姿态测量系统
CN112325777B (zh) 一种测量转轴六自由度几何误差的光学测量装置
CN112393688A (zh) 一种三激光组合测头及光束同面共点调校方法
US20240093987A1 (en) Calibration of a coordinate-measuring device
CN217687111U (zh) 一种位姿控制装置及三维扫描设备
JPH02130408A (ja) 座標測定機

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address

Address after: 511400 150, No. 8, Qishan Road, Shiqi Town, Panyu District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee after: Radio and TV Measurement and Testing Group Co.,Ltd.

Patentee after: GRG METROLOGY & TEST (HUNAN) CO.,LTD.

Patentee after: HENAN GRG METROLOGY & TEST CO.,LTD.

Patentee after: GRG METROLOGY & TEST (CHENGDU) CO.,LTD.

Patentee after: GRG METROLOGY & TEST (BEIJING) CO.,LTD.

Address before: No. 163, xipingyun Road, Huangpu Avenue, Tianhe District, Guangzhou City, Guangdong Province

Patentee before: GUANGZHOU GRG METROLOGY & TEST Co.,Ltd.

Patentee before: GRG METROLOGY & TEST (HUNAN) CO.,LTD.

Patentee before: HENAN GRG METROLOGY & TEST CO.,LTD.

Patentee before: GRG METROLOGY & TEST (CHENGDU) CO.,LTD.

Patentee before: GRG METROLOGY & TEST (BEIJING) CO.,LTD.

CP03 Change of name, title or address