The invention discloses a device for real-time measurement of dynamic posture, can be used for real-time and accurate pose measurement in the dynamic environment of the target, including the reference emission and transmission system, dual laser imaging system, the binocular vision detection system and data processing system; reference launch and delivery system using cross line laser for 3D pose measurement angle reference, combining the ranging function from the measurement reference measuring target distance; cross line laser and receiver on the receiving screen imaging dual laser imaging system; real-time shooting binocular vision detection system for cross laser image two receiving screen, and extract the angle of cross laser center in the image coordinates of the position information and the horizontal line and the cross the image coordinates of the horizontal coordinate; data processing integrated processing system the system data information, calculating the measured target relative to the reference measurement Real time pose. The measuring accuracy of the invention is high, and the range and the precision can be adjusted, so it is suitable for measuring the position and pose of the object in the vibration environment.
【技术实现步骤摘要】
一种动态位姿实时测量装置及方法
本专利技术涉及一种动态位姿实时测量系统,可用于动态环境中待测目标的实时位姿精确测量。
技术介绍
位姿测量是几何量计量的重要内容,包括三维角度测量和三维位置测量,广泛应用于精密加工制造、航天航空、军事及通信等领域,其中动态位姿的实时在线测量技术越来越受到重视。目前,只有用于测量静态环境中可变角度大小的测量系统及方法,主要有以下几种:(1)基于迈克尔逊干涉仪的动态角测量方法,转角很小的情况下,光程变化与角度的变化近似线性,可得到较高的精度。随着转角的增加,线性关系不再成立,导致各种误差急剧增大,测量范围限制在几度之内,并且激光干涉仪须防止在干燥清洁及无振动的环境中使用。存在测量精度与量程相互制约等问题,且无法适应室外强光、潮湿以及震动等恶劣环境。(2)双定值角干涉仪测角系统,可在0-360°范围内实现任意角度的高精度测量,测量不确定度优于0.3角秒,但是该方法存在定值角的关键设备加工难度较大的问题,且系统过于复杂不利于实际应用。(3)激光外差干涉角度测量系方法,例如在此原理基础上设计出的双频激光楔形平板干涉法测量系统,可测量360°范围内的转角,分辨率达到0.1角秒,为消除90°和270°两个死点,采用相互垂直的两套光路,结构十分复杂,光路装调难度大,实际应用中受到限制。
技术实现思路
针对现有技术,本专利技术提出了一种动态位姿实时测量装置,本专利技术测量装置测量精度高,且量程和精度可调,而且可以测量动态环境中(如震动、挠曲变形下)测量目标相对于不动点的实时位姿信息。为了解决上述技术问题,本专利技术提供的一种动态位姿实时测量装置,包 ...
【技术保护点】
一种动态位姿实时测量装置,包括基准发射及传递系统、双屏激光成像系统、双目视觉检测系统和数据处理系统;其特征在于,所述基准发射及传递系统包括红外激光测距仪(3)、532nm绿光十字线激光发生器(2)和第一透反棱镜(4),所述第一透反棱镜(4)的半透面上涂覆有532nm带阻滤光膜,所述红外激光测距仪(3)发射的光路与绿光十字线激光发生器(2)发射的光路垂直相交于点O,所述第一透反棱镜(4)布置在点O,所述绿光十字线激光发生器(2)发出的十字线激光的中点线经过所述第一透反棱镜(4)后与所述红外激光测距仪(3)发出的光线重合;所述双屏激光成像系统包括第一激光接收屏(8)、第二激光接收屏(10)和第二透反棱镜(6),第一激光接收屏(8)和第二激光接收屏(10)均涂覆有漫反射涂层,所述第二透反棱镜(6)的半透面上涂覆有500~600nm带通滤光膜;所述第一激光接收屏(8)和所述第二激光接收屏(10)相互垂直放置,并且与所述第二透反棱镜(6)的相邻两面分别平行,所述第一激光接收屏(8)与第二激光接收屏(10)分别到所述第二透反棱镜(6)相邻两面的距离不等;所述双目视觉检测系统包括第一CCD相机(7) ...
【技术特征摘要】
1.一种动态位姿实时测量装置,包括基准发射及传递系统、双屏激光成像系统、双目视觉检测系统和数据处理系统;其特征在于,所述基准发射及传递系统包括红外激光测距仪(3)、532nm绿光十字线激光发生器(2)和第一透反棱镜(4),所述第一透反棱镜(4)的半透面上涂覆有532nm带阻滤光膜,所述红外激光测距仪(3)发射的光路与绿光十字线激光发生器(2)发射的光路垂直相交于点O,所述第一透反棱镜(4)布置在点O,所述绿光十字线激光发生器(2)发出的十字线激光的中点线经过所述第一透反棱镜(4)后与所述红外激光测距仪(3)发出的光线重合;所述双屏激光成像系统包括第一激光接收屏(8)、第二激光接收屏(10)和第二透反棱镜(6),第一激光接收屏(8)和第二激光接收屏(10)均涂覆有漫反射涂层,所述第二透反棱镜(6)的半透面上涂覆有500~600nm带通滤光膜;所述第一激光接收屏(8)和所述第二激光接收屏(10)相互垂直放置,并且与所述第二透反棱镜(6)的相邻两面分别平行,所述第一激光接收屏(8)与第二激光接收屏(10)分别到所述第二透反棱镜(6)相邻两面的距离不等;所述双目视觉检测系统包括第一CCD相机(7)和第二CCD相机(9),所述第一CCD相机(7)用于对所述第一激光接收屏(8)上的光斑图像进行提取,所述第二CCD相机(9)用于对所述第二激光接收屏(10)上的十字光斑图像进行提取;所述数据处理系统包括计算机,所述计算机内安装有数据处理单元,所述红外激光测距仪(3)、第一CCD相机(7)和第二CCD相机(9)均与所述计算机联接,所述红外激光测距仪(3)将测得的自测距基准至所述第一激光接收屏(8)的距离实时传输给计算机,所述第一CCD相机(7)和第二CCD相机(9)将分别提取的十字光斑图像实时传输给计算机;所述数据处理系统对接收到的上述信息进行处理,从而得到被测对象相对于测量基准的位姿信息。2.一种动态位姿实时测量方法,其特征在于,采用如权利要求1所述动态位姿实时...
【专利技术属性】
技术研发人员:裘祖荣,李浩鹏,路遥环,胡文川,刘佳琛,
申请(专利权)人:天津大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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