用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，包括：获取激光跟踪仪与处于预定位置的靶球靶标之间的测距值为

【技术实现步骤摘要】
用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法及装置


[0001]本专利技术的至少一种实施例涉及一种激光跟踪仪，具体涉及一种用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法及装置
。

技术介绍

[0002]激光跟踪仪广泛应用于现场大尺寸空间精密测量领域，在使用过程中因操作不当
、
遮挡等现场突发因素导致的被测目标丢失
、
跟踪测量中断时有发生，需要操作人员手动进行复杂的引导操作，使激光束再次对准被测目标，并基于激光绝对测量方法重新获取当前位置的距离值作为基准值，从而再次进行跟踪测量
。
[0003]为了实现这一过程的自动化，提高现场测量工作效率，现有技术中，提出了基于主动红外照明的方法实现被测靶标的视觉目标识别与定位，侧重红外图像的处理方法，并提出了系统非同轴的偏差角的补偿方法，但该方法中没有提及识别过程中参考中心像素坐标值的确定方法，同时超宽带光源
(SLED)
散热量大，无法实现集成，仅能应用于原理实验，无法形成产品样机
。
[0004]进一步地，为了完善激光跟踪仪的目标跟踪恢复以及被测目标的距离计算，现有技术中，提出了一套基于视觉目标检测的直射式激光跟踪仪目标跟踪恢复方法
。
基于该方法中跟踪恢复参考中心点像素坐标值的获得采用了查找表差值方式，使得该方法存在当采样点间隔较大
(
连续两个采样点之间距离较远
)
，则连续两个采样点之间的差值与实际真值之间的误差较大，导致在计算偏差角时存在一定角度误差，激光束无法完全对准目标靶球中心点，当加大采样点数量
、
降低采样点间隔时
(
连续两个采样点之间距离较近
)
，则全量程范围内，采样点数量急剧增加，预先需要存储的查找表数量急剧增加，激光跟踪仪的嵌入式跟踪系统的存储空间有限，无法进行大数据量查找表的存储
。
由此，导致该方法实现的激光跟踪仪跟踪恢复在某些距离下的跟踪恢复角度计算存在一定误差，跟踪恢复效果受限，以及被测目标的距离计算存在一定误差
。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，通过耦合得到靶球靶标处于预定位置时目标像素坐标
、
参考中心像素坐标以及激光跟踪仪的测距值之间的非线性拟合关系式，以计算获得处于待测位置的靶球靶标与激光跟踪仪之间距离
。
[0006]根据本专利技术的实施例，提供了一种用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，包括：获取激光跟踪仪与处于预定位置的靶球靶标之间的测距值为
L
时，靶球靶标在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L,
y
L
)
；位置探测器输出信号有效条件下，获取靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
；基于在相机传感器中的目标像素坐标
(x
L,
y
L
)、
位置探测器输出信号有效条件下在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
以及靶球靶标的激光跟踪仪的测距值
L
，耦合计算得到非线性拟合关系式；
确定所述非线性拟合关系式中的参数；获取处于待测位置的靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L2
,y
L2
)
；以及计算获得处于待测位置的靶球靶标与激光跟踪仪之间距离
L2。
[0007]根据本专利技术的实施例，获取激光跟踪仪与处于预定位置的靶球靶标之间的测距值为
L
时，靶球靶标在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)
，进一步包括：控制激光跟踪仪进入跟踪模式，将靶球从激光跟踪仪的跟踪原点
M
，向远离激光跟踪仪的主机的方向移动，主机保持对靶球跟踪测量得到测距值
L
；目标识别相机对靶球不间断成像，以获取靶球的第一图像数据信息；以及控制器不间断接收激光测距模块获取的测距值
L
以及目标识别相机所采集的第一图像数据信息，并进行图像处理，获取不同测距值
L
下靶球在所述第一图像数据信息中对应的靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)。
[0008]根据本专利技术的实施例，位置探测器输出信号有效条件下，获取靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
，进一步包括：控制器不间断接收测距值
L
以及位置探测器输出信号有效条件下靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标值
(x
0L
,y
0L
)
，并进行存储；其中，在靶球靶标与激光跟踪仪之间的测距值
L
不变的情况下，位置探测器输出信号有效条件下靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标值
(x
0L
,y
0L
)
与靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)
的值相等
。
[0009]根据本专利技术的实施例，基于在相机传感器中的目标像素坐标
(x
L,
y
L
)、
位置探测器输出信号有效条件下在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
以及靶球靶标的激光跟踪仪的测距值
L
，耦合计算得到非线性拟合关系式：
[0010][0011]其中，
L
为靶球靶标与激光跟踪仪的主机之间的测距值，
(x
0L
,y
0L
)
为靶球靶标与激光跟踪仪的主机之间的距离值为
L
时位置探测器输出信号有效条件下靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标值；
a1、a2、a3、a4、b1、b2、b3、c1、c2、c3、d1、d2、d3为待定系数，可根据测量数据求解得到
。
[0012]根据本专利技术的实施例，获取处于待测位置的靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L2
,y
L2
)
，进一步包括：控制激光跟踪仪进入跟踪模式，在靶球移动到
A
处时，遮挡靶球，使激光跟踪仪跟踪测量停止，靶球与主本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，包括：获取激光跟踪仪与处于预定位置的靶球靶标之间的测距值为
L
时，靶球靶标在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L,
y
L
)
；位置探测器输出信号有效条件下，获取靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
；基于在相机传感器中的目标像素坐标
(x
L,
y
L
)、
位置探测器输出信号有效条件下在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
以及靶球靶标的激光跟踪仪的测距值
L
，耦合计算得到非线性拟合关系式；确定所述非线性拟合关系式中的参数；获取处于待测位置的靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L2
,y
L2
)
；以及计算获得处于待测位置的靶球靶标与激光跟踪仪之间距离
L2。2.
根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，其中，获取激光跟踪仪与处于预定位置的靶球靶标之间的测距值为
L
时，靶球靶标在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)
，进一步包括：控制激光跟踪仪进入跟踪模式，将靶球从激光跟踪仪的跟踪原点
M
，向远离激光跟踪仪的主机的方向移动，主机保持对靶球跟踪测量得到测距值
L
；目标识别相机对靶球不间断成像，以获取靶球的第一图像数据信息；以及控制器不间断接收激光测距模块获取的测距值
L
以及目标识别相机所采集的第一图像数据信息，并进行图像处理，获取不同测距值
L
下靶球在所述第一图像数据信息中对应的靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)。3.
根据权利要求1所述的用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，其中，位置探测器输出信号有效条件下，获取靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
，进一步包括：控制器不间断接收测距值
L
以及位置探测器输出信号有效条件下靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标值
(x
0L
,y
0L
)
，并进行存储；其中，在靶球靶标与激光跟踪仪之间的测距值
L
不变的情况下，位置探测器输出信号有效条件下靶球处于预定位置处在相机传感器中得到的参考中心像素坐标值
(x
0L
,y
0L
)
与靶球靶标中心点在相机传感器中的目标像素坐标值
(x
L
,y
L
)
的值相等
。4.
根据权利要求2所述的用于激光跟踪仪跟踪测量恢复的标定与距离计算方法，其中，基于在相机传感器中的目标像素坐标
(x
L,
y
L
)、
位置探测器输出信号有效条件下在相机传感器中得到的参考中心像素坐标
(x
0L
,y
0L
)
以及靶球靶标的激光跟踪仪的测距值
L
，耦合计算得到非线性拟合关系式：其中，
L
为靶球靶标与激光跟踪仪的主机之间的测距值，
(x
0L
,y
0L
)
为靶...

【专利技术属性】
技术研发人员：张佳，王博，董登峰，郝灿，崔成君，程智，王国名，邱启帆，纪荣祎，高豆豆，赵天元，王正，王颖，
申请(专利权)人：中国科学院微电子研究所，
类型：发明
国别省市：