[发明专利]一种曲面法向测量装置和曲面法向测量方法

摘要

本发明公开了一种曲面法向测量装置和曲面法向测量方法，其中，一种曲面法向测量装置包括：用于发射至少一个十字激光线的激光器；用于获取被激光器照射的被测曲面的图像的相机模块；分别与激光器和相机模块连接的控制处理模块；其中，控制处理模块用于：通过相机模块获取被所述激光器照射的被测曲面的图像，在激光器的投影平面和在相机模块的像平面上通过视觉几何对十字激光线进行分析，实现对十字激光线在被测曲面上的交点的法向的测量。本发明提供的技术方案能够有效实现曲面法向的自动测量，提高曲面法向测量的准确性。

主权项

一种曲面法向测量装置，其特征在于，包括：用于发射至少一个十字激光线的激光器；用于获取被所述激光器照射的被测曲面的图像的相机模块；分别与所述激光器和所述相机模块连接的控制处理模块；其中，所述控制处理模块用于：对所述相机模块进行标定，确定所述相机模块的内外参数，其中，所述相机模块的内外参数包括：所述激光器的投影平面相对于所述相机模块的像平面的旋转变换矩阵；确定第一平面的法向量和第二平面的法向量，其中，所述第一平面为所述激光器的光源点、所述十字激光线在所述激光器的投影平面上的交点以及所述十字激光线的第一激光线在所述激光器的投影平面上的投影这三者构成的平面，所述第二平面为所述激光器的光源点、所述十字激光线在所述激光器的投影平面上的交点以及所述十字激光线的第二激光线在所述激光器的投影平面上的投影这三者构成的平面；确定第三平面的法向量和第四平面的法向量，其中，所述第三平面为所述相机模块的光学中心点、所述十字激光线在所述相机模块的像平面的交点以及所述第一激光线在所述像平面上的成像在所述交点处的切向量这三者构成的平面，所述第四平面为所述相机模块的光学中心点、所述十字激光线在所述相机模块的像平面的交点以及所述第二激光线在所述像平面上的成像在所述交点处的切向量这三者构成的平面；根据第一公式、第二公式和第三公式计算所述十字激光线在所述被测曲面上的交点的法向；其中，所述第一公式为：t₁＝n_c1×(R*n_p1)；所述第二公式为：t₂＝n_c2×(R*n_p2)；所述第三公式为：n＝t₁×t₂；在所述第一公式、所述第二公式和所述第三公式中，n_c1表示所述第三平面的法向量，n_c2表示所述第四平面的法向量，n_p1表示所述第一平面的法向量，n_p2表示所述第二平面的法向量，R表示所述激光器的投影平面相对于所述相机模块的像平面的旋转变换矩阵，n表示所述十字激光线在所述被测曲面上的交点的法向。