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一种三维测量系统工具坐标系标定方法 

申请/专利权人:武汉科技大学

申请日:2022-07-04

公开(公告)日:2024-06-28

公开(公告)号:CN115127497B

主分类号:G01B21/04

分类号:G01B21/04;G01B21/20;G06F17/16

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2024.06.28#授权;2022.10.25#实质审查的生效;2022.09.30#公开

摘要:本发明公开了一种三维测量系统工具坐标系标定方法,该标定方法包括以下步骤:步骤S1,设计测量程序并采集测量点数据;步骤S2,求解姿态矩阵参数初始值;步骤S3,辨识正交化姿态矩阵参数误差;步骤S4,判断姿态矩阵是否满足约束条件。本发明节约了测量成本,提高了标定效率;在传统姿态矩阵正交化程序的基础上,建立了新姿态矩阵参数误差辨识模型,通过循环逼近的方式辨识得到姿态矩阵参数误差,进一步提高了辨识精度。本发明解决了因测量头姿态误差导致测量系统测量精度下降的问题,同时对矩阵正交化程序带来的误差进行迭代辨识,直至得到高精度的满足旋转矩阵特性的姿态矩阵,具有标定精度高、成本低、快速等特点。

主权项:1.一种三维测量系统工具坐标系标定方法,三维测量系统包括三轴移动机构和R-test测量仪,其特征在于,该方法包括以下步骤:S1、设计测量程序并采集测量点数据:保持精密球的位置不变,多次变换三维测量系统的测量位置和测量方向获取球心的位置,此为一组测量,变换精密球的位置,循环测量获取多组数据;S2、求解姿态矩阵参数初始值:结合R-test测量仪坐标系、三轴移动机构坐标系构建姿态矩阵;当三维测量系统分别位于不同测量位置时,建立误差方程;当变换精密球位置时,建立多组数据组成的姿态矩阵超定方程组,通过最小二乘法求解得到姿态矩阵的参数,并对姿态矩阵进行正交化处理,得到近似正交矩阵;S3、建立参数辨识模型并辨识姿态参数:将求解得到的近似正交姿态矩阵的值作为初始值,并结合姿态矩阵的误差矩阵,建立参数辨识模型;通过最小二乘法求解,得到新的姿态矩阵;S4、判断新的姿态矩阵是否满足约束条件;若不满足约束条件,则将新的姿态矩阵作为初始值,重复执行步骤S3;若满足约束条件,结束标定。

全文数据:

权利要求:

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