[发明专利]一种动态位姿实时测量装置及方法

摘要

本发明公开了一种动态位姿实时测量装置，可用于动态环境中待测目标的实时位姿精确测量，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；基准发射及传递系统利用十字线激光为位姿测量提供三维角度基准，结合测距功能获得测量目标距测量基准的距离；双屏激光成像系统接收十字线激光并在接收屏上成像；双目视觉检测系统实时拍摄两接收屏上的十字激光图像，并提取十字激光中心在图像坐标系下的位置信息及十字横向线与图像坐标系横坐标的夹角；数据处理系统综合处理各系统数据信息，计算被测目标相对于测量基准的实时位姿。本发明测量精度高，且量程和精度可调，适用于震动环境中物体位姿的测量。

主权项

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。