CN102636110B

CN102636110B - 飞机部件自动钻铆***的基准检测装置及其检测方法

Info

Publication number: CN102636110B
Application number: CN201210081079.6A
Authority: CN
Inventors: 田威; 廖文和; 贺美华; 沈建新; 周炜; 曾远帆
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Jiangsu Hangding Intelligent Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-03-26
Filing date: 2012-03-26
Publication date: 2015-03-25
Anticipated expiration: 2032-03-26
Also published as: CN102636110A

Abstract

本发明涉及一种飞机部件自动钻铆***的基准检测装置及其检测方法，包括由2D激光位移传感器和距离传感器获取基准轮廓的信息，通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间，然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,拟合并计算出基准中心位置，实现基准实际位置的检测，因此实现对自动钻铆***加工基准的实际位置的确定，以确定基准理论位置与实际位置的偏差，对产品上预加工点的位置加以补偿修正，因而消除制造安装误差，提高钻铆精度，并且其检测方法简单、求解速度快，可实现基准在线检测。

Description

飞机部件自动钻铆***的基准检测装置及其检测方法

技术领域

本发明涉及一种钻铆***的基准检测装置及其检测方法，具体地说是一种用于飞机部件自动钻铆***的基准检测装置及其基准检测方法。

背景技术

目前，在航空航天制造领域，飞机柔性装配技术的应用已经成为国内外飞机制造业数字化制造的主流发展趋势。由于目前飞机结构件装配过程中以机械连接为主，机械连接带来了大量制孔问题，为了满足飞机长寿命要求就必须解决精密制孔技术难题，因此机器人精密制孔技术成为飞机柔性装配技术的一个重要应用和研究方向。

国外关于机器人自动制孔技术的研究和应用已相当成熟：美国Electroimpact公司与英国空客公司联合设计了一套机器人自动钻削***(O.N.C.E)，主要用于波音F/A-18E/F的机翼后缘襟翼的钻孔和锪孔；美国EOA公司与波音公司联合研制了一种机器人多功能钻削***(EOA)，可完成对钛合金、铝合金、复合材料以及叠层等飞机蒙皮的钻孔、锪孔和铰孔工作；瑞典Novator公司根据Orbital钻头专利技术开发了一套机器人多功能钻削***(Orbital E-D100)。洛克希德·马丁公司F-35飞机碳纤维环氧复合材料机翼上壁板制孔用的大型龙门式钻孔***(JGADS)代表了机器人制孔技术最前沿应用的方向。国内飞机装配领域与航空技术先进国家相比尚存在较大差距，对机器人的自动钻铆***的研究处于起步阶段，因此需要大力发展以满足新一代飞机的研制与生产需求。

在基于工业机器人的自动钻铆***中，钻铆过程需实现工业机器人、末端执行器和产品之间的数据转换，但是由于型架制造与安装误差、产品加工装配误差等因素的影响，往往在待加工产品也需指定一个基准，加工前首先测量产品上的基准。钻铆的精度很大程度上取决于对产品基准的测量精度。基准检测即是确定产品上实际基准的位置，以便与理论基准的进行比较，并用一定方法加以补偿，从而消除制造安装误差，提高钻铆精度。

文献“张剑剑,朱荻,李寒松.基于数字图像处理技术的微小群孔快速检测***[J].传感器与微***,2009(6),73-79.”提出一种基于数字图像处理技术的检测方法，实现微小群孔工件快速非接触的检测。该方法以正投逆光的方式，采用CMOS传感器连接微距镜头的方法拍摄试件的图像，并将所采集的图像信息自动输入计算机。计算机先对其进行图像预处理，然后提取群孔骨架，采用模式匹配算法识别各个小孔，用最小区域法逐个获取各个小孔的直径与圆度等信息。具体步骤如下：

步骤1）：图像预处理。

图像预处理包含：①图像灰度处理，将图像格式转化为灰度格式，简化图像数据；②锐化处理，采用拉普拉斯算子，使图像轮廓信息加强；③去噪处理，采用中值滤波法，较好地抑制脉冲干扰和校验噪声，并可以有效地保护图像轮廓④阈值分割，将群孔对像与背景分割开来，并将灰度图像转换为二值化图像。

步骤2）：群孔识别。

群孔识别包括群孔骨架提取和群孔骨架识别两部分。孔的骨架指孔的中心。

群孔骨架提取的流程为：①将每个孔对像生成边界，并标志这些边界点；②检查每一个孔对像，如果孔对像中有一个非边界点，则去除该孔对像的所有边界点，否则，标志这些孔边界点为临时圆心点，同一个孔对像的临时圆心点采取统一编号，这些临时圆心点为该孔对像的骨架，骨架提取完成；③重复①②两步，通过不断去除孔对像的新边界，缩孔对像至每个孔对像，骨架提取完成。

群孔骨架识别采用模式匹配算法，其具体规则如下：①每个孔对像的骨架不能多于7个像素；②每个孔对像的骨架必须连通，否则，被删除；③设定孔对像半径的最大值与最小值，剔除半径不符合的小孔对像。

步骤3）：步骤2）中模式匹配算法能够快速识别出小孔骨架，从小孔骨架确定其相对应的小孔对像。对于符合要求的小孔对像，求取其临时圆心点坐标平均值，得到该小孔对像的圆心坐标。由各个小孔的圆心与半径确定出每个小孔的范围，采用最小区域法用单个小孔图像检测方法逐个计算各个小孔的直径、圆度。

虽然上述方法的最大检测误差不超过0.01mm，满足微小群孔快速检测的要求，而且，也可以应用到其他要求高效，非接触的场合，但是由于图像处理占用***的内存大，图像传输和处理的速度慢，不利于基准的在线检测。

发明内容

本发明针对上述问题的不足，提出一种能够消除制造安装误差，提高钻铆精度并且其检测方法简单、求解速度快，可实现基准在线检测的飞机部件自动钻铆***的基准检测装置及其检测方法。

本发明为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种飞机部件自动钻铆***的基准检测装置，用于产品上的四个基准孔的基准实际位置的检测，该四个基准孔位于同一平面内或近似平面内，包括处理器、2D激光位移传感器的控制器、直线驱动器的控制器以及基座，所述基座上设置有滑块导轨和直线驱动器，所述滑块导轨滑动连接有连接板，而直线驱动器与连接板连接，用于使连接板在滑块导轨上滑动；所述连接板上设置有2D激光位移传感器和距离传感器，所述处理器通过2D激光位移传感器的控制器控制2D激光位移传感器扫描测量基准轮廓特征点的二维坐标，所述处理器通过直线驱动器的控制器控制直线驱动器作直线运动，而所述距离传感器用于测量滑块导轨的移动量，所述处理器处理来自2D激光位移传感器和距离传感器的测量值，实现基准检测。

基于上述所述的一种飞机部件自动钻铆***的基准检测装置的检测方法，包括以下步骤：第一步，定义基坐标系A-XYZ，坐标原点为空间任意一点A，水平方向为X轴，竖直方向为Z轴, Y轴为右手坐标系规定的方向；定义2D激光位移传感器坐标系为S-XYZ，2D激光位移传感器内部激光束出射点为坐标原点S, 2D激光位移传感器内部激光束经柱面物镜分散形成的光条的方向为X轴，以激光出射方向为Z轴，Y轴为满足右手坐标系的规定的方向，该2D激光位移传感器坐标系简称为传感器坐标系；定义基准孔平面坐标系O-XYZ，以基准孔所在平面上任意一点为坐标原点O，基准孔所在平面上相互垂直的两条直线为X,Y轴，基准孔平面法向为Z轴，所述基准孔所在平面为基准孔平面或者为基准平面；基准检测前首先通过标定2D激光位移传感器扫描初始坐标系S₀-XYZ相对于基坐标系A-XYZ的旋转矩阵R及其传感器坐标系起始坐标原点在基坐标系的坐标，并确定2D激光位移传感器在基坐标系的扫描方向角（α，β，γ），从而确定出传感器坐标系与基坐标系的转换关系，且传感器坐标系和基坐标系的转换关系唯一；然后再确定基准孔平面坐标系到基坐标系的旋转矩阵，从而确定基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系。

第二步，通过2D激光位移传感器的控制器启动2D激光位移传感器，测量扫描初始位置基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标；

第三步，通过启动直线驱动器的控制器启动直线驱动器，使2D激光位移传感器做直线扫描运动，同时测量扫描方向上基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标，以及距离传感器测量滑块导轨的移动量，并将其输入到处理器中；

第四步，根据基准轮廓特征点在传感器坐标系XZ平面上的二维坐标和距离传感器测量滑块导轨的移动量，通过传感器坐标系与基坐标系的转换关系，计算出基准轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标；

第五步，将基准孔轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标，经过坐标变换转换为在基准孔平面坐标系的XY平面上的二维坐标；

第六步，根据基准轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标, 首先通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间；然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,实现基准孔中心坐标估计；最后将该基准孔中心在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标逆转为在基坐标系上的三维坐标。

优选的：所述运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间的方法为：首先，对所述基准孔轮廓特征点在基准孔平面坐标系上的二维坐标进行编号，形成点集（x_i，y_i），i=1~n；

其次；对基准孔边界空间域（x_i，y_i），i=1~n，根据一定间隔选取空间域的t个点，运用最小二乘法估计基准孔的坐标，得出基准孔坐标（u，v）估计值为：

，。

再优选的：所述广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换的方法为：首先求基准边界空间（x_i，y_i）到基准孔中心坐标参数空间的误差：

设置一个误差范围δ，比较与δ的大小；

其次，建立一个2维累加器，当时，累加器加1；

最后，比较累加器的值，取极大值时，（u_k，v_k）为估计的基准孔中心坐标。

又优选的：所述2D激光位移传感器坐标系S-XYZ，在步骤二、步骤三中的检测运动或局部运动过程中运动状态唯一，所述传感器坐标系和基坐标系的转换关系唯一。

本发明的飞机部件自动钻铆***的基准检测方法，相比现有技术，具有以下有益效果：由于由2D激光位移传感器和距离传感器获取基准轮廓的信息，通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间，然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,拟合并计算出基准中心位置，实现基准实际位置的检测，因此实现对自动钻铆***加工基准的实际位置的确定，以确定基准理论位置与实际位置的偏差，对产品上预加工点的位置加以补偿修正，因而消除制造安装误差，提高钻铆精度，并且其检测方法简单、求解速度快，可实现基准在线检测；同时本发明基准检测装置独立测量，检测精度与自动钻铆***执行单元绝对定位精度无关，可实现基准的高精度检测，并且能实现对自动钻铆***的加工基准的检测精度达到0.05mm的技术要求。

附图说明

图1是本发明的一种用于飞机部件自动钻铆***的基准检测装置结构示意图；

图2是图1的检测方法原理图；

其中：1-2D激光位移传感器，2-连接板，3-滑块导轨，4-距离传感器，5-直线驱动器，6-基座，7-2D激光位移传感器的控制器，8-直线驱动器的控制器，9-处理器。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明一个优选实施例的结构示意图，以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

实施例

如图1所示，一种飞机部件自动钻铆***的基准检测装置，用于产品上的四个基准孔的基准实际位置的检测，该四个基准孔位于同一平面内或近似平面内，包括处理器9、2D激光位移传感器的控制器7、直线驱动器的控制器8以及基座6，所述基座6上设置有滑块导轨3和直线驱动器5，所述滑块导轨滑动3连接有连接板2，而直线驱动器5与连接板2连接，用于使连接板2在滑块导轨3上滑动；所述连接板2上设置有2D激光位移传感器1和距离传感器4，所述处理器9通过2D激光位移传感器的控制器7控制2D激光位移传感器1扫描测量基准轮廓特征点的二维坐标，所述处理器9通过直线驱动器的控制器8控制直线驱动器5作直线运动，而所述距离传感器4用于测量滑块导轨3的移动量，所述处理器9处理来自2D激光位移传感器1和距离传感器4的测量值，实现基准检测；本发明的处理器9可以是计算机等大型处理器。

基于上述所述的一种飞机部件自动钻铆***的基准检测装置的检测方法，包括以下步骤：第一步，定义基坐标系A-XYZ，坐标原点为空间任意一点A，水平方向为X轴，竖直方向为Z轴, Y轴为右手坐标系规定方向；定义2D激光位移传感器坐标系为S-XYZ，2D激光位移传感器1内部激光束出射点为坐标原点S, 2D激光位移传感器1内部激光束经柱面物镜分散形成的光条的方向为X轴，以激光出射方向为Z轴，Y轴为满足右手坐标系的规定的方向；定义基准孔平面坐标系O-XYZ，以基准孔所在平面上任意一点为坐标原点O，基准孔所在平面上相互垂直的两条直线为X,Y轴，基准孔平面法向为Z轴，所述基准孔所在平面为基准孔平面或者为基准平面；由于滑块导轨3带动2D激光位移传感器1做平移扫描运动，因此2D激光位移传感器坐标系S-XYZ是动坐标系，基准检测前首先通过标定确定2D激光位移传感器1扫描初始坐标系S₀-XYZ相对于基坐标系A-XYZ和的旋转矩阵R及其传感器坐标系起始坐标原点在基坐标系的坐标，并确定2D激光位移传感器1在基坐标系的扫描方向角（α，β，γ），从而确定出传感器坐标系与基坐标系的转换关系；然后再确定基准孔平面坐标系到基坐标系的旋转矩阵，从而确定基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系。

第二步，通过2D激光位移传感器的控制器7启动2D激光位移传感器1，测量扫描初始位置基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标，所述2D激光位移传感器坐标系S-XYZ，在检测运动或局部运动过程中运动状态唯一，所述基准轮廓特征点也就是基准孔的轮廓特征点；

第三步，通过启动直线驱动器的控制器8启动直线驱动器5，使2D激光位移传感器1做直线扫描运动，同时测量扫描方向上基准轮廓特征点的二维坐标，该二维坐标为传感器坐标系XZ平面上的坐标，以及距离传感器4测量滑块导轨3的移动量，并将其输入到处理器9中，所述2D激光位移传感器坐标系S-XYZ，在检测运动或局部运动过程中运动状态唯一；

第四步，根据基准轮廓特征点的二维坐标和距离传感器4测量滑块导轨3的移动量，通过坐标变换，即通过传感器坐标系与基坐标系的转换关系，计算出基准轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标，同时也完成了基准轮廓特征点从传感器坐标系到基坐标系的坐标转换；具体的是，根据基准轮廓特征点在传感器坐标系XZ平面上的二维坐标和距离传感器4测量滑块导轨3的移动量，也就是根据步骤一、二、三的测量值，并且保证2D激光位移传感器1测量到的基准轮廓特征点在传感器坐标系XZ平面上的二维坐标与扫描移动量的同步匹配，通过如下公式（1）计算基准轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标，此算法同时完成了基准轮廓特征点从传感器坐标系到基坐标系的坐标转换；

（1）

其中，m为某次基准轮廓点序号，n为扫描次数，d为距离传感器4记录的2D激光位移传感器1的平移量，R是一个3×3的单位正交矩阵，为传感器坐标系相对于基坐标系的旋转矩阵。为传感器坐标系起始坐标原点在基坐标系的坐标，为扫描轮廓点在基坐标系的坐标，为传感器初始检测值；其中，（α、β、γ），R和在步骤一中已经过标定。

第五步，将基准孔轮廓特征点在基坐标系上的三维坐标，经过坐标变换转换为在基准孔平面坐标系的XY平面上的二维坐标，所述基准孔平面坐标系的XY平面为基准孔平面；具体的是：根据确定出的基准孔平面坐标系到基坐标系的转换关系，从而将基准孔轮廓的三维坐标转换为基准孔平面的二维坐标。

第六步，根据第五步中得到的基准轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标, 通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间，然后再运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,实现基准孔中心坐标估计；然后在根据基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系，将基准孔中心在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标逆转为在基坐标系上的三维坐标，具体的是；由于用于飞机部件的自动钻铆***的基准检测中基准为4个基准孔，因此基准的中心位置即为基准孔中心坐标。上述步骤五中已得到基准轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标，通过如下算法实现基准孔参数的估计：

本算法为基于最小二乘的广义Hough变换改进算法。广义Hough变换法求取的主要原理是寻找一种从基准孔边界（空间域）到基准孔中心坐标（参数空间）的变换，用大多数基准孔边界点满足的对应的基准孔参数来描述这个孔本身。本算法在此基础上运用最小二乘法对其进行改进，基本思想是：运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间，运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换。

具体算法实现如下：

首先，建立基准孔边界空间域。即按一定顺序对步骤五中所述基准孔轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标进行编号，形成点集（x_i，y_i），i=1~n。

其次，利用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间。对于已建立的基准孔边界空间域（x_i，y_i），i=1~n，根据一定间隔选取空间域的t个点，运用最小二乘法估计基准孔的坐标。

最小二乘法估计孔参数算法如下：

理想圆圆心（u，v）和半径R的最小二乘估计值是方程组

（i=1,2，…，t）（2）

的最小二乘解，由于（2）式是非线性的，求解比较困难，因此对（2）式做如下处理：

（i=1,2，…，t）（3）

整理（3）得

（i=1,2，…，t）（4）

令（5）

则（3）可化简为

（6）

此时，u，v的最小二乘估计值应使误差函数

（7）

达到最小，令和，得到

（8）

解（8）得圆心（u，v）的估计值。

（9）

(10)

选取基准边界空间域内不同间隔的点，分别运用最小二乘法估计参数，建立基准孔中心坐标参数空间（u_k，v_k）。

再次运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔坐标参数空间的变换。具体算法如下：

首先，求基准边界空间（x_i，y_i）到基准孔中心坐标参数空间的误差。

（11）

设置一个误差范围δ，比较与δ的大小。

其次，建立一个2维累加器，当时，累加器加1。

最后将该基准孔中心的二维坐标转换为在基坐标系上的三维坐标，也就是说，该基准孔中心的二维坐标为在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标，根据步骤五中已确定基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系，从而将基准孔中心在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标逆转为在基坐标系上的三维坐标。

由上述可知，本发明由自动钻铆***执行单元将基准检测装置定位到基准测量范围内，但是基准检测装置独立测量，检测精度与自动钻铆***执行单元绝对定位精度无关，可实现基准的高精度检测，并且能实现对自动钻铆***加工基准的实际位置的确定，以确定基准理论位置与实际位置的偏差，对产品上预加工点的位置加以补偿修正，消除制造安装误差，提高钻铆精度。本发明利用2D激光位移传感器1对基准进行扫描，然后通过基准检测算法快速计算，最终获得基准的实际位置。2D激光位移传感器1和距离传感器4通过控制器直接将基准的绝对坐标信息输入到处理器9程序中，检测方法简单、快速，可实现基准在线检测。同时本发明能实现对自动钻铆***的加工基准的检测精度达到0.05mm的技术要求。

上面结合附图所描述的本发明优选具体实施例仅用于说明本发明的实施方式，而不是作为对前述发明目的和所附权利要求内容和范围的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术和权利保护范畴。

Claims

1.一种飞机部件自动钻铆***的基准检测方法，用于产品上的四个基准孔的基准实际位置的检测，该四个基准孔位于同一平面内或近似平面内，所述基准检测方法所使用的基准检测装置包括处理器、2D激光位移传感器的控制器、直线驱动器的控制器以及基座，所述基座上设置有滑块导轨和直线驱动器，所述滑块导轨滑动连接有连接板，而直线驱动器与连接板连接，用于使连接板在滑块导轨上滑动；所述连接板上设置有2D激光位移传感器和距离传感器，所述处理器通过2D激光位移传感器的控制器控制2D激光位移传感器扫描测量基准轮廓特征点的二维坐标，所述处理器通过直线驱动器的控制器控制直线驱动器作直线运动，而所述距离传感器用于测量滑块导轨的移动量，所述处理器处理来自2D激光位移传感器和距离传感器的测量值，实现基准检测；其特征在于，包括以下步骤：第一步，定义基坐标系A-XYZ，坐标原点为空间任意一点A，水平方向为X轴，竖直方向为为Z轴,Y轴为右手坐标系规定的方向；定义2D激光位移传感器坐标系为S-XYZ，2D激光位移传感器内部激光束出射点为坐标原点S,2D激光位移传感器内部激光束经柱面物镜分散形成的光条的方向为X轴，以激光出射方向为Z轴，Y轴为满足右手坐标系的规定的方向；定义基准孔平面坐标系O-XYZ，以基准孔所在平面上任意一点为坐标原点O，基准孔所在平面上相互垂直的两条直线为X,Y轴，基准孔平面法向为Z轴，所述基准孔所在平面为基准孔平面或者为基准平面；基准检测前首先通过标定确定2D激光位移传感器扫描初始坐标系S₀-XYZ相对于基坐标系A-XYZ的旋转矩阵R及其传感器坐标系起始坐标原点在基坐标系的坐标并确定2D激光位移传感器在基坐标系的扫描方向角(α，β，γ)，从而确定出传感器坐标系与基坐标系的转换关系；然后再确定基准孔平面坐标系到基坐标系的旋转矩阵，从而确定基准孔平面坐标系与基坐标系的转换关系；

第六步，根据基准轮廓特征点在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标,首先通过运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间；然后运用广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换,实现基准孔中心坐标估计；最后将该基准孔中心在基准孔平面坐标系XY平面上的二维坐标逆转为在基坐标系上的三维坐标。

2.根据权利要求1所述的基准检测方法，其特征在于：所述运用最小二乘法建立基准孔中心坐标的参数空间的方法为：首先，对所述基准孔轮廓特征点在基准孔平面坐标系上的二维坐标进行编号，形成点集(x_i，y_i)，i＝1～n；

其次；对基准孔边界空间域(x_i，y_i)，i＝1～n，根据一定间隔选取空间域的t个点，运用最小二乘法估计基准孔的坐标，得出基准孔坐标(u，v)估计值为：

\hat{u} = \frac{Σ_{i = 1}^{t - 1} b_{i}^{2} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} c_{i} - Σ_{i = 1}^{t - 1} b_{i} c_{i} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} b_{i}}{Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i}^{2} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} b_{i}^{2} - {(Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} b_{i})}^{2}}, \hat{v} = \frac{Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i}^{2} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} b_{i} c_{i} - Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} c_{i} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} b_{i}}{Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i}^{2} \cdot Σ_{i = 1}^{t - 1} b_{i}^{2} - {(Σ_{i = 1}^{t - 1} a_{i} b_{i})}^{2}} .

3.根据权利要求2所述的基准检测方法，其特征在于：所述广义Hough变换实现基准孔边界空间域到基准孔中心坐标的参数空间的变换的方法为：首先求基准边界空间(x_i，y_i)到基准孔中心坐标参数空间的误差：

Δ_{i}^{k} = {(x_{i} - u_{k})}^{2} + {(y_{i} - v_{k})}^{2} - R_{k}^{2}

设置一个误差范围δ，比较与δ的大小；

其次，建立一个2维累加器N[u_k][v_k]＝0，当时，累加器加1；

最后，比较累加器的值，N[u_k][v_k]取极大值时，(u_k，v_k)为估计的基准孔中心坐标。

4.根据权利要求3所述的基准检测方法，其特征在于：所述2D激光位移传感器坐标系S-XYZ，在步骤二、步骤三中的检测运动或局部运动过程中运动状态唯一，所述传感器坐标系和基坐标系的转换关系唯一。