雙線激光量測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】一種雙線激光量測系統(tǒng)及方法，應(yīng)用于量測設(shè)備中，該量測設(shè)備安裝有第一激光傳感器以及第二激光傳感器。當(dāng)量測設(shè)備只開啟其中之一個激光傳感器時(shí)，該雙線激光量測系統(tǒng)為其中之一激光傳感器的有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系，并基于該單一坐標(biāo)系下對待測物體進(jìn)行量測。當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟多個激光傳感器時(shí)，該雙線激光量測系統(tǒng)為安裝在量測設(shè)備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標(biāo)系，將每一個激光傳感器所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)擬合，并基于坐標(biāo)擬合關(guān)系來計(jì)算待測物體的量測結(jié)果。實(shí)施本發(fā)明，能夠根據(jù)激光傳感器的數(shù)量以及安裝方式，對將每一個激光傳感器所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，從而提高量測待測物體的精確度。
【專利說明】雙線激光量測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種量測系統(tǒng)及方法，特別是關(guān)于一種雙線激光量測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002]在量測設(shè)備中，一般都安裝有一個或多個傳感器用于對待測物體進(jìn)行尺寸量測，包括待測物體的長度、寬度、厚度、角度等。對于使用多個傳感器量測的量測設(shè)備，必須將每個傳感器采集的數(shù)據(jù)擬合在同一坐標(biāo)系下才能進(jìn)行量測計(jì)算，來獲得待測物體的量測結(jié)果。然而，不同的量測設(shè)備根據(jù)其傳感器的數(shù)量以及安裝方式，傳感器采集數(shù)據(jù)坐標(biāo)的也不同，因此將不同數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合的方法也不盡相同，從而造成對待測物體的最終量測結(jié)果存在偏差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種雙線激光量測系統(tǒng)及方法，能夠?yàn)榘惭b在量測設(shè)備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標(biāo)系，將每一個激光傳感器所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合，并基于坐標(biāo)擬合關(guān)系來量測待測物體。
[0004]所述的一種雙線激光量測系統(tǒng)運(yùn)行于量測設(shè)備中，該量測設(shè)備安裝有第一激光傳感器和第二激光傳感器。該雙線激光量測系統(tǒng)包括:初始化模塊，用于獲取第一激光傳感器的第一有效掃描區(qū)域及第二激光傳感器的第二有效掃描區(qū)域，以及判斷量測設(shè)備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測；坐標(biāo)系建立模塊，用于當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時(shí)，為第一有效掃描區(qū)域建立第一坐標(biāo)系，為第二有效掃描區(qū)域建立第二坐標(biāo)系，將第一坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，以及設(shè)置第二坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及坐標(biāo)平移參數(shù)；坐標(biāo)擬合模塊，用于根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)以第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，以及將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)平移參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)平移來建立第一坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)與第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)擬合關(guān)系；量測模塊，用于根據(jù)建立的坐標(biāo)擬合關(guān)系利用第一激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)與第二激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算來產(chǎn)生待測物體的量測結(jié)果。
[0005]所述的雙線激光量測方法應(yīng)用于量測設(shè)備中，該量測設(shè)備安裝有第一激光傳感器和第二激光傳感器。該方法包括步驟:獲取第一激光傳感器的第一有效掃描區(qū)域及第二激光傳感器的第二有效掃描區(qū)域；判斷量測設(shè)備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測；當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時(shí)，為第一有效掃描區(qū)域建立第一坐標(biāo)系，并為第二有效掃描區(qū)域建立第二坐標(biāo)系；將第一坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，并設(shè)置第二坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及坐標(biāo)平移參數(shù)；根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)以第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)；將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)平移參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)平移來建立第一坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)與第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)擬合關(guān)系；根據(jù)建立的坐標(biāo)擬合關(guān)系利用第一激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)與第二激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算來產(chǎn)生待測物體的量測結(jié)果。
[0006]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的雙線激光量測系統(tǒng)及方法，當(dāng)量測設(shè)備只開啟其中之一激光傳感器時(shí)，為其中之一激光傳感器的有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系，并基于該單一坐標(biāo)系下對待測物體進(jìn)行量測。當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟多個激光傳感器時(shí)，則為安裝在量測設(shè)備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標(biāo)系，將每一個激光傳感器所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)擬合，并基于坐標(biāo)擬合關(guān)系來計(jì)算待測物體的量測結(jié)果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發(fā)明雙線激光量測系統(tǒng)較佳實(shí)施例的運(yùn)行環(huán)境示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明雙線激光量測方法較佳實(shí)施例的流程圖。
[0009]圖3是為單一激光傳感器建立單一坐標(biāo)系的不意圖。
[0010]圖4是將雙線激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合的示意圖。
[0011]主要元件符號說明
[0012]量測設(shè)備I
[0013]雙線激光量測系統(tǒng)10
[0014]初始化模塊101
[0015]坐標(biāo)系建立模塊 102
[0016]坐標(biāo)擬合模塊 103
[0017]量測模塊104
[0018]第一激光傳感器 11
[0019]第二激光傳感器 12
[0020]存儲設(shè)備13
[0021]微處理器14
[0022]待測物體2

【具體實(shí)施方式】
[0023]參閱圖1所示，是本發(fā)明雙線激光量測系統(tǒng)10較佳實(shí)施例的運(yùn)行環(huán)境示意圖。在本實(shí)施例中，所述的雙線激光量測系統(tǒng)10安裝并運(yùn)行于量測設(shè)備I中，該量測設(shè)備I還包括，但不僅限于，第一激光傳感器11、第二激光傳感器12、存儲設(shè)備13以及微處理器14。該雙線激光量測系統(tǒng)10通過系統(tǒng)總線與所述第一激光傳感器11、第二激光傳感器12、存儲設(shè)備13以及微處理器14進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。在本實(shí)施例中，第一激光傳感器11和第二激光傳感器12對射(亦即正向?qū)γ?安裝在量測設(shè)備I中，第一激光傳感器11和第二激光傳感器12各自發(fā)出的激光能夠?qū)ι湓诖郎y物體2的正反面、如后面或左右面，從而完整地米集到待測物體2的量測數(shù)據(jù)。
[0024]在本實(shí)施例中，所述的雙線激光量測系統(tǒng)10能夠判斷量測設(shè)備I中的第一激光傳感器11和第二激光傳感器12是否同時(shí)開啟來量測待測物體2。如圖3所示，若量測設(shè)備I只開啟其中之一個傳感器(例如第一激光傳感器11)，該雙線激光量測系統(tǒng)10則為其中之一傳感器的有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系XZ，并基于該單一坐標(biāo)系XZ下對待測物體2進(jìn)行量測。如圖4所示，若量測設(shè)備I同時(shí)開啟兩個傳感器(例如第一激光傳感器11與第二激光傳感器12)，該雙線激光量測系統(tǒng)10則為對射安裝在量測設(shè)備I中的第一激光傳感器11和第二激光傳感器12分別建立一個坐標(biāo)系(例如第一坐標(biāo)系XZ及第二坐標(biāo)系X’Z’)，將第一激光傳感器11和第二激光傳感器12所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)擬合，并基于坐標(biāo)擬合關(guān)系來計(jì)算待測物體2的量測結(jié)果。
[0025]在本實(shí)施例中，所述的雙線激光量測系統(tǒng)10包括初始化模塊101、坐標(biāo)系建立模塊102、坐標(biāo)擬合模塊103、以及量測模塊104。本發(fā)明所稱的功能模塊是指一種能夠被量測設(shè)備I的微處理器14所執(zhí)行并且能夠完成固定功能的一系列程序指令段，其存儲在量測設(shè)備I的存儲設(shè)備13中。關(guān)于各功能模塊101-104將在圖2的流程圖中作具體描述。
[0026]參閱圖2所示，是本發(fā)明雙線激光量測方法較佳實(shí)施例的流程圖。在本實(shí)施例中，所述的雙線激光量測方法應(yīng)用在量測設(shè)備I中，能夠?yàn)閷ι浒惭b在量測設(shè)備I中的每一個激光傳感器(例如第一激光傳感器11與第二激光傳感器12)分別建立一個坐標(biāo)系，將每一個激光傳感器所采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)擬合，并基于坐標(biāo)擬合關(guān)系將各自采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算得到待測物體2的量測結(jié)果。
[0027]步驟S20，初始化模塊101初始化對射安裝在量測設(shè)備I上的第一激光傳感器11以及第二激光傳感器12。在使用量測設(shè)備I的第一激光傳感器11以及第二激光傳感器12時(shí)，初始化模塊101需要針對第一激光傳感器11以及第二激光傳感器12的感光中心進(jìn)行初始化校準(zhǔn)。
[0028]步驟S21，初始化模塊101獲取第一激光傳感器11的第一有效掃描區(qū)域及第二激光傳感器12的第二有效掃描區(qū)域。參考圖4所示，上面的梯形圖形A代表第一激光傳感器11的第一有效掃描區(qū)域，下面的梯形圖形B代表第二激光傳感器12的第二有效掃描區(qū)域。
[0029]步驟S22，初始化模塊101判斷量測設(shè)備I是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體2進(jìn)行量測。若量測設(shè)備I開啟其中之一個激光傳感器(如圖3所示的第一激光傳感器11)對待測物體2進(jìn)行量測，則執(zhí)行步驟S23至S24 ;若量測設(shè)備I同時(shí)開啟兩個激光傳感器(如圖4所示的第一激光傳感器11和第二激光傳感器12)對待測物體2進(jìn)行量測，則執(zhí)行步驟S25至S29。
[0030]步驟S23，坐標(biāo)系建立模塊102為其中之一個有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系。步驟S24，量測模塊104在該單一坐標(biāo)系下利用其中之一激光傳感器對待測物體2進(jìn)行量測得到待測物體2的量測結(jié)果。如圖3所示，坐標(biāo)系建立模塊102為第一激光傳感器11的第一有效掃描區(qū)域建立單一坐標(biāo)系XZ，此時(shí)量測設(shè)備I僅用第一激光傳感器11基于該單一坐標(biāo)系XZ下對待測物體2進(jìn)行在量測。其中，坐標(biāo)軸X代表平行第一激光傳感器11的水平向量，坐標(biāo)軸Z代表垂直第一激光傳感器11的垂直向量。
[0031]步驟S25,坐標(biāo)系建立模塊102為第一有效掃描區(qū)域建立第一坐標(biāo)系,并為第二有效掃描區(qū)域建立第二坐標(biāo)系。如圖4所示，當(dāng)量測設(shè)備I同時(shí)使用第一激光傳感器11和第二激光傳感器12對待測物體2進(jìn)行在量測時(shí)，坐標(biāo)系建立模塊102為第一有效掃描區(qū)域A建立第一坐標(biāo)系XZ,并為第二有效掃描區(qū)域B建立第二坐標(biāo)系V V。
[0032]步驟S26,坐標(biāo)系建立模塊102將第一坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，并設(shè)置第二坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及坐標(biāo)平移參數(shù)。在本實(shí)施例中，所述的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)為旋轉(zhuǎn)第二坐標(biāo)系時(shí)所需的旋轉(zhuǎn)向量，其可表示為(±χ’，±v )。所述的坐標(biāo)平移參數(shù)為平移第二坐標(biāo)系時(shí)所需的平移向量，其可表不為(a, b)。
[0033]步驟S27，坐標(biāo)擬合模塊103根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)以第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)。如圖4所示，當(dāng)?shù)诙す鈧鞲衅?2的測量數(shù)據(jù)在第二坐標(biāo)系下表示為(X’，Z’)時(shí)，則對該測量數(shù)據(jù)(X’，Z’)進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)后，即為(-X’，-Z’)。
[0034]步驟S28，坐標(biāo)擬合模塊103將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)平移參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)平移來建立第一坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)與第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)擬合關(guān)系。如圖4所示，第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)后(-X’，-Z’)，再加將該旋轉(zhuǎn)后的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)平移得到(-X’ +a, -V +b)，即可得到坐標(biāo)擬合關(guān)系X=_X’ +a, Z=-Z, +b。該坐標(biāo)擬合關(guān)系反應(yīng)了第一激光傳感器11和第二激光傳感器12所獲取的量測數(shù)據(jù)均使用同一個坐標(biāo)系(例如第一坐標(biāo)系XZ)來表示，從而使量測設(shè)備I完成雙線激光量測數(shù)據(jù)的擬合需求。
[0035]步驟S29，量測模塊104根據(jù)建立的坐標(biāo)擬合關(guān)系利用第一激光傳感器11采集的量測數(shù)據(jù)與第二激光傳感器12采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算來產(chǎn)生待測物體2的量測結(jié)果。
[0036]以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，盡管參照以上較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換都不應(yīng)脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種雙線激光量測系統(tǒng)，運(yùn)行于量測設(shè)備中，該量測設(shè)備安裝有第一激光傳感器和第二激光傳感器，其特征在于，所述的雙線激光量測系統(tǒng)包括: 初始化模塊，用于獲取第一激光傳感器的第一有效掃描區(qū)域以及第二激光傳感器的第二有效掃描區(qū)域，以及判斷量測設(shè)備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測； 坐標(biāo)系建立模塊，用于當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時(shí)，為第一有效掃描區(qū)域建立第一坐標(biāo)系，為第二有效掃描區(qū)域建立第二坐標(biāo)系，將第一坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，以及設(shè)置第二坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及坐標(biāo)平移參數(shù)； 坐標(biāo)擬合模塊，用于根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)以第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)，以及將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)平移參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)平移來建立第一坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)與第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)擬合關(guān)系； 量測模塊，用于根據(jù)建立的坐標(biāo)擬合關(guān)系利用第一激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)與第二激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算來產(chǎn)生待測物體的量測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的雙線激光量測系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)量測設(shè)備開啟其中之一激光傳感器時(shí)，所述的坐標(biāo)系建立模塊還用于為其中之一個有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系。
3.如權(quán)利要求2所述的雙線激光量測系統(tǒng)，其特征在于，當(dāng)量測設(shè)備開啟其中之一激光傳感器時(shí)，所述的量測模塊還用于基于所述單一坐標(biāo)系下利用其中之一激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測得到待測物體的量測結(jié)果。
4.如權(quán)利要求1所述的雙線激光量測系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一激光傳感器和第二激光傳感器對射安裝在所述量測設(shè)備中。
5.如權(quán)利要求1所述的雙線激光量測系統(tǒng)，其特征在于，所述的第一激光傳感器和第二激光傳感器各自發(fā)出的激光對射在待測物體的正反面、前后面或左右面上分別采集待測物體的量測數(shù)據(jù)。
6.一種雙線激光量測方法，應(yīng)用于量測設(shè)備中，該量測設(shè)備安裝有第一激光傳感器和第二激光傳感器，其特征在于，該方法包括步驟: 獲取第一激光傳感器的第一有效掃描區(qū)域以及第二激光傳感器的第二有效掃描區(qū)域； 判斷量測設(shè)備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測； 當(dāng)量測設(shè)備同時(shí)開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時(shí)，為第一有效掃描區(qū)域建立第一坐標(biāo)系，并為第二有效掃描區(qū)域建立第二坐標(biāo)系； 將第一坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，并設(shè)置第二坐標(biāo)系的坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)及坐標(biāo)平移參數(shù)； 根據(jù)坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)參數(shù)將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)以第二坐標(biāo)系的原點(diǎn)為中心進(jìn)行坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)； 將第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)按照坐標(biāo)平移參數(shù)進(jìn)行坐標(biāo)平移來建立第一坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)與第二坐標(biāo)系下的測量數(shù)據(jù)的坐標(biāo)擬合關(guān)系； 根據(jù)建立的坐標(biāo)擬合關(guān)系利用第一激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)與第二激光傳感器采集的量測數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)量測計(jì)算來產(chǎn)生待測物體的量測結(jié)果。
7.如權(quán)利要求6所述的雙線激光量測方法，其特征在于，該方法還包括步驟:當(dāng)量測設(shè)備開啟其中之一激光傳感器時(shí)，為其中之一個有效掃描區(qū)域建立一個單一坐標(biāo)系。
8.如權(quán)利要求7所述的雙線激光量測方法，其特征在于，該方法還包括步驟:當(dāng)量測設(shè)備開啟其中之一激光傳感器時(shí)，基于所述單一坐標(biāo)系下利用其中之一激光傳感器對待測物體進(jìn)行量測得到待測物體的量測結(jié)果。
9.如權(quán)利要求6所述的雙線激光量測方法，其特征在于，所述的第一激光傳感器和第二激光傳感器對射安裝在所述量測設(shè)備中。
10.如權(quán)利要求6所述的雙線激光量測方法，其特征在于，所述的第一激光傳感器和第二激光傳感器各自發(fā)出的激光對射在待測物體的正反面、前后面或左右面上分別采集待測物體的量測數(shù)據(jù)。
【文檔編號】G01B11/06GK104422387SQ201310369717
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月22日
【發(fā)明者】張滋, 李博, 柳慶 申請人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司