[发明专利]一种激光自标定实现零点标定的方法

权利要求书

1.一种激光自标定实现零点标定的方法，其特征在于：激光跟踪仪为一个单频激光干涉仪安装在有两个互相垂直的旋转自由度的机构中心上的仪器，所述激光跟踪仪的反射靶为一个壳内部安装角锥反射镜的球，角锥反射镜的顶点与球心重合，激光跟踪仪可以跟踪在空间运动的反射靶并测量反射靶的球心在激光跟踪仪旋转中心的极坐标系中的极坐标，即极坐标系原点到反射靶的球心距离和极坐标系原点与反射靶球心两点连线的两个方向角；

激光自标定实现零点标定的方法具体为：

a.测量动平台上铰链点的位置；

固定并联机床的一根杆，使它既不伸缩也不绕任何轴转动，即固定该杆在动平台上的铰链点在空间的位置；

将测量平台放到动平台前，激光跟踪仪安装到其中一个定位孔上；

测量动平台上安放好三个反射靶，并设其中一个为反射靶A；

使动平台运动到某一位置静止不动，用激光跟踪仪在三个定位孔上分别检测到三个反射靶的距离和两个方向角，由得到的数据可以计算出动平台上三个反射靶的球心在测量坐标系中的坐标；

重复上一步骤多次，选择反射靶A的4个不在同一平面内的坐标，由空间解析几何知，已知4个不共面的点P(x_i，y_i，z_i)，i＝1，2，3，4，过这4点的球面方程是

z²+y²+z²+ax+by+cz+d＝0

其中参数a、b、c、d由下求得：

x₁²+y₁²+z₁²+ax₁+by₁+cz₁+d＝0

x₂²+y₂²+z₂²+ax₂+by₂+cz₂+d＝0

x₃²+y₃²+z₃²+ax₃+by₃+cz₃+d＝0

x₄²+y₄²+z₄²+ax₄+by₄+cz₄+d＝0

b.由球面方程得到球面的球心坐标；

由球面方程计算球面的球心坐标，然后计算出固定并联机床的杆在动平台上的铰链点在测量坐标系中的坐标；

c.测量静平台上铰链点的位置；

现在已知固定并联机床的杆在动平台上的铰链点的坐标，每一次使该固定并联机床的杆杆长不变的测量其实是测出了以该固定并联机床的杆在静平台上的铰链点为球心，以该固定并联机床的杆的杆长为半径的一个球面上的点的坐标，所以球心和半径都可以求出；

固定另一根杆的杆长，将该另一根杆的角度变化四次，每次都用测得的数据计算出该另一根杆在动平台上铰链点的空间坐标，代入上一步骤中以固定并联机床的杆在静平台上的铰链点为球心，以固定并联机床的杆的杆长为半径的球面方程中可以计算出另一根杆在静平台上的铰链点在测量坐标系中的坐标。