[发明专利]基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量方法和系统

权利要求书

1.一种基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量方法，其特征是，包括以下步骤：

①定义测头测量坐标系O_sX_sY_sZ_s；测头上安装测头控制点，定义测头控制坐标系O_cX_cY_cZ_c；确定测头控制坐标系O_cX_cY_cZ_c与测头测量坐标系O_sX_sY_sZ_s之间的关系M_sc；将测头安装在机器人关节臂的末端工具上，示教机器人；

②标定全局控制相机；全局控制相机的安装位置应满足三维测头在空间所有测量位置下，三维测头上至少三个测头控制点出现在相机的公共视场中；相机坐标系之间的转换关系预先标定好，定义全局坐标系O_gX_gY_gZ_g；

③测头在机器人的带动下运动到测量位置，测头采集被测物的三维形貌数据，同时全局控制相机对测头控制点拍照，确定当前测量位置下测头控制坐标系O_ciX_ciY_ciZ_ci与全局坐标系O_gX_gY_gZ_g之间的关系M_cig；重复上述过程，直到数据采集完毕；

④测头和全局控制相机将采集的数据传送给控制计算机，控制计算机对所有图像数据进行处理，获得统一在全局控制坐标系O_gX_gY_gZ_g下的被测物表面的整体三维形貌。

2.一种基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，包括机器人、三维测头、测头控制点和全局控制相机，其中测头控制点安装在三维测头，三维测头安装在机器人关节臂的末端工具上，全局控制相机的安装位置应满足机器人在空间所有测量位置下，三维测头上的所有测头控制点均出现在相机的公共视场中。

3.根据权利要求2所述的基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，所述全局控制相机至少是一部。

4.根据权利要求2所述的基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，所述测头控制点采用精密圆球的球心或平面圆的圆心定位。

5.根据权利要求3所述的基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，所述全局控制相机是一部。

6.根据权利要求3所述的基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，所述全局控制相机是二部。

7.根据权利要求2所述的基于机器人的快速自动化三维形貌在线测量系统，其特征是，所述测头控制点至少设置三个。