CN116222385B - 激光中心位置标定方法及测量*** - Google Patents

激光中心位置标定方法及测量*** Download PDF

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CN116222385B CN202310505181.2A CN202310505181A CN116222385B CN 116222385 B CN116222385 B CN 116222385B CN 202310505181 A CN202310505181 A CN 202310505181A CN 116222385 B CN116222385 B CN 116222385B
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Abstract

本发明公开了一种激光中心位置标定方法及测量***；其中，方法通过分别获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆的第一基准点坐标和激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆的第二基准点坐标后，以第一基准点坐标为中心，获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标，再以第二基准点坐标为中心，获取激光线的第二端点扫描塔规平台中心圆圆心的第二精确点坐标，最后根据第一精确点坐标和第二精确点坐标计算出激光线的标定中心位置；解决了相关技术中由于单纯的依靠人工观察并移动激光线到CCD相机的影像中心位置得出激光线的中心位置存在的误差大、人工操作依赖性强的技术问题。

Description

激光中心位置标定方法及测量***
技术领域
本发明涉及激光检测技术领域，尤其是涉及一种激光中心位置标定方法及测量***。
背景技术
线激光与CCD相机结合的测量***，其在半导体、微电子及印刷设备等方面的生产制造检测上，有着广泛的应用，其能够快速且较为精确测量出待测产品是否满足生产制造要求的指标。为了提高线激光传感器与CCD相机结合测量***的测量精度，需要对线激光传感器发出的激光线的中心位置进行标定，以使得在进行实际测量时，能够精准测量出待测物的参数值。但是，相关技术中，激光线的中心位置标定往往是依靠人眼观察移动激光线的中心位置到CCD相机的影像中心位置，然后计算出两者的偏移量，这种通过完全依赖人眼判断的方式来对激光线的中心位置进行标定，往往存在较大的误差。
因此，如何对克服上述通过人眼判断对激光线的中心位置进行标定存在的误差大的技术问题，成为本领域技术人员需要面对的难题。
发明内容
本发明实施例提出一种激光中心位置标定方法及测量***，用于解决相关技术中在对线激光传感器与CCD相机结合的测量***中，由于依靠人工观察并移动激光线到CCD相机的影像中心位置得出激光线的中心位置存在的误差大、人工操作依赖性强的技术问题。
第一方面，本发明的一个实施例提供了一种激光中心位置标定方法，用于线激光传感器与CCD相机结合的测量***中，包括：
获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标；
根据所述第一基准点坐标，获取所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标；
获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆的第二基准点坐标；
根据所述第二基准点坐标，获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标；
根据所述第一精确点坐标和所述第二精确点坐标获得所述激光线的标定中心位置。
本发明实施例的激光中心位置标定方法至少具有如下有益效果：
本发明实施例中一种激光中心位置标定方法，应用在线激光传感器和CCD相机结合的测量***中，通过分别获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆的第一基准点坐标和激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆的第二基准点坐标后，以第一基准点坐标为中心，获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标，再以第二基准点坐标为中心，获取激光线的第二端点扫描塔规平台中心圆圆心的第二精确点坐标，最后根据第一精确点坐标和第二精确点坐标计算出激光线的标定中心位置；解决了相关技术中由于依靠人工观察并移动激光线到CCD相机的影像中心位置得出激光线的中心位置存在的误差大、人工操作依赖性强的技术问题，提供了一种精确的激光中心位置标定方法。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标包括：
通过CCD相机获取所述塔规平台的中心圆圆心坐标
Figure SMS_1
；
将所述激光线的中心位置移动至距离所述圆心坐标
Figure SMS_2
的预设范围内，且激光高度读数在0的位置上；
以所述激光线的第一端点扫描第一线段上的第一点集，获得第一点集坐标，根据所述第一点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
以所述激光线的第一端点扫描第二线段上的第二点集，获得第二点集坐标，根据所述第二点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，进而获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标
Figure SMS_3
；
所述第一线段为从***坐标点
Figure SMS_4
到***坐标点（
Figure SMS_5
）的线段，所述第一点集为将所述第一线段等间距分割的n个点的集合，所述第一线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述第二线段为从***坐标点
Figure SMS_6
到***坐标点（
Figure SMS_7
）的线段，所述第二点集为将所述第二线段等间距分割n个点的集合，所述第二线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
其中，L为所述激光线的长度，r为所述CCD相机获取的所述塔规平台的中心圆的半径。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述根据所述第一点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标包括：
通过所述激光线的第一端点依次测量所述第一点集，获得所述第一点集坐标，将所述第一点集中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第一斜线组，所述第一点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成一条第一中心线，获取所述第一斜线组和所述第一中心线交点的第一交点坐标和第二交点坐标，则所述第一交点坐标和所述第二交点坐标的中点坐标的X值即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
所述根据所述第二点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标包括：
通过所述激光线的第一端点依次测量所述第二点集，获得所述第二点集坐标，将所述第二点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第二斜线组，所述第二点集中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成一条第二中心线，获取所述第二斜线组分别与所述第二中心线的交点的第三交点坐标和第四交点坐标，则所述第三交点坐标和所述第四交点坐标的中点坐标的Y值即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，即得到所述第一基准点坐标
Figure SMS_8
。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述获取所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标包括：
以所述第一基准点坐标为所述激光线的第一端点的扫描中心点，将所述激光线的第一端点沿***坐标系X轴移动分别对m条第三线段上的第三点集进行扫描获得m组第一激光测量坐标
Figure SMS_9
；
所述激光线的第一端点沿***坐标系Y轴移动分别对m条第四线段上的第四点集进行扫描获得m组第二激光测量坐标
Figure SMS_10
;
分别对m组所述第一激光测量坐标
Figure SMS_11
和m组所述第二激光测量坐标
Figure SMS_12
进行数学计算处理，获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标；
所述第三线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴方向上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第三点集为将每条所述第三线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；
所述第四线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第四点集为将每条所述第四线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；
其中，r为所述CCD相机获取的所述塔规平台的中心圆的半径。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述对m组所述第一激光测量坐标
Figure SMS_13
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第一激光测量坐标
Figure SMS_14
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第三斜线组，则获得m组所述第三斜线组；
将每一组所述第一激光测量坐标
Figure SMS_15
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第三中心线，则获得m条所述第三中心线；
获取m组所述第三斜线组和m条所述第三中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的Y轴位置，将处于***坐标系XZ平面的m组所述第三斜线组和m条所述第三中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
所述对m组所述第二激光测量坐标
Figure SMS_16
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第二激光测量坐标
Figure SMS_17
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四斜线组，则获得m组所述第四斜线组；
将每一组所述第二激光测量坐标
Figure SMS_18
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四中心线，则获得m组所述第四中心线；
获取m组所述第四斜线组和m条所述第四中心线的2m个交点；
根据所述激光线在***坐标系中的X轴位置，将处于***坐标系YZ平面的m组所述第四斜线组和m条所述第四中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
此时，共获取4m个***坐标系XY平面上的交点；
采用最小二乘法对4m个***坐标系XY平面上的交点进行拟合成第一参考圆，则所述第一参考圆的圆心位置即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标包括：
将所述激光线的中心位置移动至距离所述圆心坐标
Figure SMS_19
预设范围内，且激光高度读数在0的位置上；
以所述激光线的第二端点扫描第五线段上的第五点集，获得第五点集坐标，根据所述第五点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
以所述激光线的第二端点扫描第六线段上的第六点集，获得第六点集坐标，根据第六点集坐标获得所述激光线第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标，进而获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标
Figure SMS_20
；
所述第五线段为从***坐标点
Figure SMS_21
到***坐标点（
Figure SMS_22
）的线段，所述第五点集为将所述第五线段等间距分割的n个的集合，所述第五线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述第六线段为从***坐标点
Figure SMS_23
到***坐标点（
Figure SMS_24
）的线段，所述第六点集为将所述第六线段等间距分割的n个点的集合，所述第六线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
其中，L为所述激光线的长度，r为所述CCD相机获取的所述塔规平台的中心圆的半径。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述根据所述第五点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准X坐标包括：
通过所述激光线的第二端点依次测量所述第五点集，获得所述第五点集坐标，将所述第五点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第五斜线组，所述第五点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成一条第五中心线，获取所述第五斜线组分别与所述第五中心线交点的第五交点坐标和第六交点坐标，则所述第五交点坐标和所述第六交点坐标的中心坐标的X值即所述激光线第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
所述根据所述第六点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标包括：
通过所述激光线的第二端点依次测量所述第六点集，获得所述第六点集坐标，将所述第六点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第六斜线组，所述第六点集中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成一条第六中心线，获取所述第六斜线组分别与所述第六中心线的交点的第七交点坐标和第八交点坐标，则所述第七交点坐标和所述第八交点坐标的中心坐标的X值即所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，即得到所述第二基准点坐标
Figure SMS_25
。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标包括：
以所述第二基准点坐标为所述激光线的第二端点的扫描中心点，所述激光线的第二端点沿***坐标系X轴移动分别对m条第七线段上的第七点集进行扫描获得m组第三激光测量坐标
Figure SMS_26
；
所述激光线的第二端点沿***坐标系Y轴移动分别对m条第八线段上的第八点集进行扫描获得m组第四激光测量坐标
Figure SMS_27
；
分别对m组所述第三激光测量坐标
Figure SMS_28
和m组所述第四激光测量坐标
Figure SMS_29
进行数学计算处理，获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确坐标；
所述第七线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第七点集为将每条所述第七线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；
所述第八线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第八点集为将每条所述第八线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；
其中，r为所述CCD相机获取得所述塔规平台的中心圆的半径。
根据本发明的另一些实施例的激光中心位置标定方法，所述对m组所述第三激光测量坐标
Figure SMS_30
数学计算处理包括：
将每一组所述第三激光测量坐标
Figure SMS_31
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第五斜线组，则获得m组第七斜线组；
将每一组所述第三激光测量坐标
Figure SMS_32
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第七中心线，则获得m条所述第七中心线；
获取m组所述第七斜线组和m条所述第七中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的Y轴位置，将处于***坐标系XZ平面的m组所述第七斜线组和m条所述第七中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面的交点；
所述对m组所述第四激光测量坐标
Figure SMS_33
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第四激光测量坐标
Figure SMS_34
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的YZ平面按最小二乘法拟合成第八斜线组，则获得m组所述第八斜线组；
将每一组所述第四激光测量坐标
Figure SMS_35
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第八中心线，则获得m条第八中心线；
获取m组所述第八斜线组和m条所述第八中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的X轴位置，将处于***坐标系YZ平面的m组所述第八斜线组和m条所述第八中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
此时共获取4m个***坐标系XY平面上的交点；
采用最小二乘法对4m个***坐标系XY平面上的交点进行拟合成第二参考圆，则所述第二参考圆的圆心位置即所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标。
第二方面，本发明的一个实施例提供了一种线激光传感器与CCD相机结合的测量***，包括：包括线激光传感器和CCD相机；
其中，所述测量***的激光线的中心位置标定采用如上所述的激光中心位置标定方法进行标定。
附图说明
图1是本申请提供的线激光传感器与CCD相机结合的测量***的一具体实施例结构示意图；
图2是本申请提供的激光中心位置标定方法的一具体实施例流程示意图；
图3是本申请提供的塔规平台的一具体实施例结构示意图；
图4是本申请提供的第一线段的一具体实施例示意图；
图5是本申请提供的第二线段的一具体实施例示意图；
图6是本申请提供的第一中心线与第一斜线组在XZ平面上相交的一具体实施例示意图；
图7是本申请提供的第二中心线与第二斜线组在YZ平面上相交的一具体实施例示意图；
图8是本申请提供的以第一基准点坐标为扫描中心点，激光线的第一端点分别对第三线段、第四线段进行扫描的以具体实施例示意图；
图9是本申请提供的CCD相机获取的影像圆与第一参考圆、第二参考圆间的坐标位置关系的一具体实施例示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例对发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
在本发明实施例的描述中，如果涉及到“若干”，其含义是一个以上，如果涉及到“多个”，其含义是两个以上，如果涉及到“大于”、“小于”、“超过”，均应理解为不包括本数，如果涉及到“以上”、“以下”、“以内”，均应理解为包括本数。如果涉及到“第一”、“第二”，应当理解为用于区分技术特征，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
参照图1，由线激光传感器100和CCD相机200结合的测量***，由于线激光传感器100与CCD相机200间设备的物理间隔，线激光传感器100发出的激光线的中心位置无法与CCD相机200的影像中心位置重合，因此在采用CCD相机200测量待测物上目标物的坐标后，通过将线激光传感器发出的线激光的中心位置移动至CCD相机200测量得到的影像中心位置进行激光测量，因此，需要标定出激光线的中心位置后，才能精确的将激光线的中心位置移动至CCD相机200测量得到的影像中心位置进而实现精确的测量。
参照图2，基于此，本发明实施例提出了一种激光中心位置标定方法，其应用于如图1所示的线激光传感器和CCD相机结合的测量***中，包括以下步骤：
S100、获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标；
S200、根据第一基准点坐标，获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标；
S300、获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标；
S400、根据第二基准点坐标，获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标；
S500、根据第一精确点坐标和第二精确点坐标获得激光线的标定中心位置。
本实施例中，激光线为由线激光传感器发出的测量激光线，激光线的第一端点指的是激光线中的一个边缘点，激光线的第二端点指的是激光线中的另一个边缘点。参照图3，塔规平台为圆台形标准工件，其经过计量检测后用于辅助对线激光传感器和CCD相机结合的测量***进行参数标定，塔规平台的中心圆即表示其上底的圆。本实施例通过分别以激光线的第一端点和第二端点去测量塔规平台中心圆分别获得第一基准点坐标和第二基准点坐标后，以第一基准点坐标作为扫描中心点，获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标，并以第二基准点坐标作为扫描中心点，获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标，进而，根据获得的第一精确点坐标和第二精确点坐标求得激光线的标定中心位置；解决了相关技术中，在对线激光传感器和CCD相机结合的测量***的激光线中心位置进行标定时，依靠单纯的人工操作并进行人眼判断存在的误差大、人工操作依赖性强的技术问题。
在一些实施例中，步骤S100中获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标具体包括以下步骤：
S101、通过CCD相机获取塔规平台的中心圆的圆心坐标
Figure SMS_36
；
该步骤中，CCD相机通过采集塔规平台的影像信息后，通过得到的影像信息获取到塔规平台的中心圆的圆心坐标
Figure SMS_37
。
S102、将激光线的的中心位置移动至距离圆心坐标
Figure SMS_38
预设范围内，且激光高度读数为0的位置上；
该步骤中，为依靠操作人员对线激光传感器发出的激光线进行移动调节，其中的激光线的中心位置为依靠操作人员进行人眼判断后，将该中心位置移动至距离圆心坐标
Figure SMS_39
预设范围内，其中，该预设范围可设置为激光线的中心位置至中心圆圆心1/3倍半径范围内的小圆（设想圆，并非实际存在的小圆）上，显然的，将激光线的中心位置移动至中心圆圆心1/3倍半径范围内，操作人员能够通过人眼判断轻易实现。在该步骤中，还需同时满足激光高度读数调整到0的位置上，并记录下此时激光线测量塔规平台的中心圆圆心位置/>
Figure SMS_40
，以方便后续的数据计算处理。
S103、以激光线的第一端点扫描第一线段上的第一点集，获得第一点集坐标，根据第一点集坐标获得激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
该步骤中，激光线的第一端点指的是激光线一端的边缘点，以该点对第一线段上的第一点集中的多个点分别进行扫描，获得激光线的第一端点分别对这多个点的进行激光测量的第一点集坐标，再根据第一点集坐标获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标。
S104、将线激光传感器移动至步骤S102中的位置上后，以激光线的第一端点扫描第二线段上的第二点集，获得第二点集坐标，根据第二点集坐标获得激光线第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标；
该步骤中，以激光线的第一端点分别对第二线段上的第二点集中的多个点分别进行扫描，获得激光线的第一端点分别对这多个点进行激光测量的第二点集坐标，再根据第二点集坐标获得额激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，从而获得激光线的第一端点对塔规平台的中心圆圆心进行扫描获得的第一基准点坐标
Figure SMS_41
。
参照图4，在一些实施例中，第一线段为从***坐标系中的***坐标点
Figure SMS_42
到***坐标点（/>
Figure SMS_43
）的线段，第一点集为将第一线段向***坐标系X轴方向等间距分割的点的集合。参照图5，第二线段为从***坐标系中的***坐标点/>
Figure SMS_44
到***坐标点（/>
Figure SMS_45
）的线段，第二点集为将第二线段向***坐标系Y轴方向等间距分割的点的集合。本实施例中，x5、y5为通过上述实施例中记录的激光线测量塔规平台的中心圆圆心位置/>
Figure SMS_46
中获知，r为由CCD相机获取塔规平台的中心圆的半径值，L为激光线的长度的值。本实施例中，通过设定第一线段为***坐标点/>
Figure SMS_47
到***坐标点（/>
Figure SMS_48
）的线段，使得第一线段的起点处于塔规平台俯视方向上投影图像的一侧圆锥面并经过中心圆的一条直径后再到另一侧圆锥面上的线段，同理，第二线段的起点处于塔规平台俯视方向上投影图像的一侧圆锥面并经过中心圆的一条直径后再到另一侧圆锥面上的线段，且本实施例中第一线段与第二线段在塔规平台俯视方向上投影图像互相垂直。本实施例中第一线段、第二线段的起止点设置与激光线的安装方向适应调节，本实施例中仅以激光线横向安装时作为示例，但是，显然的在激光线以其他方向安装时，通过适应调整第一线段、第二线段的起止点同样能够实现对激光线的中心位置进行标定过程。
参照图6，在一些实施例中，在上述实施例中获取到第一线段、第一点集、第二线段和第二点集后，根据第一点集坐标获得激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标包括：
通过激光线的第一端点依次测量第一点集中的各个点，获得各个点的测量坐标即第一点集坐标，由于第一线段为贯穿塔规平台的中心圆中一条直径的线段，并且该线段的两端均落到塔规平台俯视方向上的投影图像的圆锥面上，因此，将第一点集坐标中处于圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第一斜线组，将第一点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第一中心线110，其中，第一斜线组包括线段111和线段112，则线段111、线段112在XZ平面上与第一中心线110分别相交后获得第一交点坐标P11和第二交点坐标P12，第一交点坐标P11和第二交点坐标P12的中点坐标的X值即激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标。
参照图7，本实施例中，根据第二点集坐标获得激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标包括：
通过激光线的第一端点依次测量第二点集中的各个点，获得各个点的激光测量坐标即第二点集坐标，由于第二线段为贯穿塔规平台的中心圆的中心圆一条直径的线段，并且该线段的两端均落到塔规平台俯视方向上的投影图图像的圆锥面上，因此，将第二点集坐标中处于圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第二斜线组，将第二点集中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第二中心线120，其中第二斜线组包括线段121和线段122，则线段121和线段122在YZ平面上与第二中心线120分别相交后获得第三交点坐标P21和第四交点坐标P22，由此可得第三交点坐标P21和第四交点坐标P22的中点坐标的Y值即激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，进而可得激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准坐标
Figure SMS_49
。
在一些实施例中，通过上述实施例中获取到激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准坐标
Figure SMS_50
后，获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标包括：
S201、以第一基准点坐标
Figure SMS_51
为激光线的第一端点的扫描中心点，将激光线的第一端点沿******坐标系的X轴移动，分别对m条第三线段上的第三点集进行扫描获得m组第一激光测量坐标/>
Figure SMS_52
；
该步骤中，以第一基准点坐标
Figure SMS_53
作为激光线的第一端点的扫描中心是指，将第一基准点坐标/>
Figure SMS_54
当做激光线的第一端点初步扫描塔规平台的中心圆的圆心坐标。
S202、将激光线的第一端点沿***坐标系Y轴移动，分别对m条第四线段上的第四点集进行扫描获得m组第二激光测量坐标
Figure SMS_55
；
S203、分别对m组第一激光测量坐标
Figure SMS_56
和m组第二激光测量坐标/>
Figure SMS_57
进行数学计算处理，获得激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标。
参照图8，本实施例中，第三线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴方向上等间距分布、贯穿塔规中心圆且两端分别落在塔规平台的圆锥面上的直线段，第三点集为将每条第三线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；第四线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴方向上等间距分布、贯穿塔规中心圆且两端分别落在塔规平台的圆锥面上的直线段，第三点集为将每条第三线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；本实施例中，r为由CCD相机获取塔规平台的中心圆的半径值，对第三线段或第四线段进行等间距分割的点的数量可以适应变化，但必须满足每条线段上的点存在落在塔规平台的俯视方向上投影图像中圆锥面的两侧以及中心圆上。
在一个实施例中，对m组第一激光测量坐标
Figure SMS_58
进行数学计算处理包括：
将每一组第一激光测量坐标
Figure SMS_59
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的圆锥面上的点，在***坐标系XZ平面上按最小二乘法拟合成第三斜线组，完成后获得m组第三斜线组，其中，每个第三斜线组均包括两条线段；
将每一组第一激光测量坐标
Figure SMS_60
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的中心圆上的点，在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第三中心线，完成后共获得m条第三中心线；
由于m条第三中心线和m组第三斜线组分别一一对应，因此，每条第三中心线在***坐标系XZ平面上必定与一组第三斜线组的两条线段分别相交，因此共获取m组第三斜线和m条第三中心线在***坐标系XZ平面上的2m个交点。
同理，对m组第二激光测量坐标
Figure SMS_61
进行数学计算处理包括：
将每一组第二激光测量坐标
Figure SMS_62
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的圆锥面上的点，在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四斜线组，完成后共获得m组第四斜线组，其中，每个第四斜线组均包括两条线段；
将每一组第二激光测量坐标
Figure SMS_63
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的中心圆上的点，在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四中心线，完成后共获得m条第四中心线；
由于m条第四中心线和m组第四斜线组分别一一对应，因此，每条第四中心线在YZ平面必定与一组第四斜线组的两条线段分别相交，因此共获得m组第四斜线组和m条第四中心线在YZ平面上的2m个交点。
本实施例中，在分别获得XZ平面上的2m个交点和YZ平面上的2m个交点后，根据激光线的Y位置（分别对m条第三线段上的第三点集进行扫描时，激光线的Y位置）将XZ平面上的2m个交点转换成XY平面上的2m个交点；根据激光线的X位置（分别对m条第四线段上的第四点集进行扫描时，激光线的X位置）将YZ平面上的2m个交点转换成XY平面上的2m个交点，此时，共获得***坐标系上XY平面上的4m个交点。采用最小二乘法对4m个XY平面上的交点进行拟合成第一参考圆C1，则第一参考圆C1的圆心位置即激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的精确点坐标。
在一些实施例中，激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标包括：
S301、将激光线的中心位置和激光高度读数恢复至上述实施例中的步骤S102处；
S302、以激光线的第二端点扫描第五线段上的第五点集，获得第五点集坐标，根据第五点集坐标获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
该步骤中，激光线的第二端点指的是激光线另一端的端点，与上述实施例中步骤S103的激光线的第一端点对应，分别为激光线的两个边缘点。
S303、将线激光传感器调整至步骤S301位置上后，以激光线的第二端点扫描第六线段上的第六点集，获得第六点集坐标，根据第六点集坐标获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标，进而得到激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标
Figure SMS_64
。
在一些实施例中，第五线段为从***坐标系中的***坐标点
Figure SMS_66
到***坐标点（/>
Figure SMS_70
）的线段，第五点集为将第五线段向***坐标系X轴方向等间距分割的点的集合。第六线段为从***坐标点
Figure SMS_72
到***坐标点（/>
Figure SMS_67
）的线段，第六点集为将第六线段向***坐标系Y轴方向等间距分割的点的集合。本实施例中，x5、y5为通过上述实施例中记录的激光线测量塔规平台的中心圆圆心位置/>
Figure SMS_69
中获知，r为由CCD相机获取塔规平台的中心圆的半径值，L为激光线的长度的值。同理，与上述实施例相对应参照，本实施例中，通过设定第五线段为***坐标点/>
Figure SMS_71
到***坐标点（
Figure SMS_73
）的线段、第六线段为从***坐标点/>
Figure SMS_65
到***坐标点（/>
Figure SMS_68
）的线段，使得第五线段的起点处于塔规平台俯视方向上投影图像的一侧圆锥面并经过中心圆的一条直径后再到另一侧圆锥面上的线段；第六线段的起点处于塔规平台俯视方向上投影图像的一侧圆锥面并经过中心圆的一条直径后再到另一侧圆锥面上的线段，且本实施例中第五线段与第六线段在塔规平台俯视方向上投影图像互相垂直。
在一些实施例中，在上述实施例中获取到第五线段、第五点集、第六线段和第六点集后，根据第五点集坐标获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标包括：
通过激光线的第二端点依次测量第五点集中的各个点，获得各个点的测量坐标即第五点集坐标，由于第五线段为贯穿塔规平台的中心圆中一条直径的线段，并且该线段的两端均落到塔规平台俯视方向上的投影图像的圆锥面上，因此，将第五点集坐标中处于圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第五斜线组，将第五点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第五中心线，其中，第五斜线组包括2个线段，2个线段在XZ平面上分别与第五中心线相交获得第五交点坐标和第六交点坐标，则第五交点坐标和第六交点坐标的中点坐标的X值即激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标。
此外，本实施例中，根据第六点集坐标获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标包括：
通过激光线的第二端点依次测量第六点集中的各个点，获得各个点的测量坐标即第六点集坐标，由于第六线段为贯穿塔规平台的中心圆中一条直径的线段，并且该线段的两端均落到塔规平台俯视方向上的投影图像的圆锥面上，因此，将第六点集坐标中处于圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第六斜线组，将第六点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第六中心线，其中，第六斜线组包括2个线段，2个线段在YZ平面上分别与第六中心线相交获得第七交点坐标和第八交点坐标，则第七交点坐标和第八交点坐标的中点坐标的Y值即激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，进而可得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标
Figure SMS_74
。
在一些实施例中，通过上述实施例获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标
Figure SMS_75
后，获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标包括：
S401、以第二基准点坐标
Figure SMS_76
为激光线第二端点的扫描中心，将激光线的第二端点沿***坐标系的X轴移动，分别对m条第七线段上的第七点集进行扫描获得m组第三激光测量坐标/>
Figure SMS_77
；
S402、将激光线的第二端点沿***坐标系Y轴移动，分别对m条第八线段上的第八点集进行扫描获得m组第四激光测量坐标
Figure SMS_78
；
S403、分别对m组第三激光测量坐标
Figure SMS_79
和m组第四激光测量坐标
Figure SMS_80
进行数据计算处理，获得激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标。
在一些实施例中，上述实施例中m的取值与后续对激光线的中心位置标定的精度有关，通常的，m的取值越大，则后续对激光线的中心位置标定的精度越高。本实施例中，第七线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴方向上等间距分布、贯穿塔规中心圆且两端分别落在塔规平台的圆锥面上的直线段，第七点集为将每条第七线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；第八线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴方向上等间距分布、贯穿塔规中心圆且两端分别落在塔规平台的圆锥面上的直线段，第八点集为将每条第三线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；本实施例中，r为由CCD相机获取塔规平台的中心圆的半径值，对第七线段或第八线段进行等间距分割的点的数量可以适应变化，但必须满足每条线段上的点中存在落在塔规平台的俯视方向上投影图像中圆锥面的两侧以及中心圆上。
在一个实施例中，对m组第三激光测量坐标
Figure SMS_81
进行数学计算处理包括：
将每一组第三激光测量坐标
Figure SMS_82
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的圆锥面上的点，在***坐标系XZ平面上按最小二乘法拟合成第七斜线组，完成后共获得m组第七斜线组，其中，每个斜线组包括两条线段；
将每一组第三激光测量坐标
Figure SMS_83
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的中心圆上的点，在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第七中心线，完成后共获得m条第七中心线；
由于m条第七中心线和m组第七斜线组分别一一对应，因此，每条第七中心线在***坐标系XZ平面上必定与一组第七斜线组的两条线段分别相交，因此共获取m组第七斜线组和m条第七中心线在***坐标系XZ平面上的2m个交点。
同理，对m组第四激光测量坐标
Figure SMS_84
进行数学计算处理包括：/>
将每一组第四激光测量坐标
Figure SMS_85
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的圆锥面上的点，在***坐标系YZ平面上按最小二乘法拟合成第八斜线组，完成后共获得m组第八斜线组，其中每个斜线组包括两条线段；
将每一组第四激光测量坐标
Figure SMS_86
中处于塔规平台的俯视方向投影图像上的中心圆上的点，在***坐标系YZ平面上按最小二乘法拟合成第八中心线，完成后共获得m条第八中心线；
由于m条第八中心线和m组第八斜线组分别一一对应，因此，每条第八中心线在***坐标系YZ平面上必定与一组第八斜线组的两条线段分别相交，因此共获取m组第八斜线组和m条第八中心线在***坐标系YZ平面上的2m个交点。
本实施例中，在分别获得XZ平面上的2m个交点和YZ平面上的2m个交点后，根据激光线的Y位置（分别对m条第七线段上的第七点集进行扫描时，激光线的Y位置）将XZ平面上的2m个交点转换成XY平面上的2m个交点；根据激光线的X位置（分别对m条第八线段上的第八点集进行扫描时，激光线的X位置）将YZ平面上的2m个交点转换成XY平面上的2m个交点，此时共获得***坐标系上XY平面上的4m个交点。采用最小二乘法对这4m个XY平面上的交点进行拟合成第二参考圆C2，则第二参考圆C2的圆心位置即激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的精确点坐标。
上述实施例中，第二基准点坐标、第二精确点坐标获取的过程原理与各实施例中第一基准点坐标、第一精确点坐标获取的过程原理相互参照对应。
在一些实施例中，获取到第一参考圆C1的圆心坐标和第二参考圆C2的圆心坐标后，激光线的标定中心位置
Figure SMS_87
由以下计算式得出：
x4=(x6+x7)/2(1)
y4=(y6+y7)/2(2)
其中，（x6,y6)为上述实施例中计算得出的第一参考圆C1的圆心坐标，（x7,y7)为上述实施例中计算得出的第二参考圆C2的圆心坐标。
参照图9，在一些实施例中，线激光传感器和CCD相机结合的测量***中，还需要获得激光线的偏摆角度信息，以对线激光传感器的安装进行适应调节。本实施例中，在获得第一参考圆C1的圆心坐标P6（x6,y6）和第二参考圆C2的圆心坐标P7（x7,y7）后，激光线的偏摆角度信息通过以下公式求得：
Figure SMS_88
（3）
此外，在一些实施例中，在通过上述实施例中获得激光线的标定中心位置后，需要求得激光线的当前获取的激光线标定中心位置与CCD相机的影像中心的偏移量，以使得在进行测量时，通过CCD相机影像测量出待测物的坐标后，通过激光线标定中心位置与CCD相机的影像中心的偏移量将激光线的中心位置移动至该位置进行激光测量，本实施例中，激光线标定中心位置与CCD相机的影像中心的偏移量通过以下公式求得：
Figure SMS_89
（4）
Figure SMS_90
（5）
Figure SMS_91
（6）/>
其中，x1，y1，z1为由上述实施例中CCD相机获取的塔规平台的中心圆的圆心坐标
Figure SMS_92
中获得。x4，y4即激光线的标定中心位置/>
Figure SMS_93
。z4=z5+Lv，z5和Lv为上述实施例中，在执行步骤S102时，激光线测量塔规平台的中心圆圆心位置时获取的位置
Figure SMS_94
，以及此时的激光线中心点的激光数值Lv。
本实施例中，通过获取激光线的角度偏摆信息后，通过对线激光传感器的调整使得激光线的偏摆角度降低，使得线激光传感器与CCD相机结合的测量***能够得到精确的测量结果。并且，可以在对线激光传感器进行位置调整后，重新对激光线的中心位置进行标定，以及重新计算激光线的标定中心位置与CCD相机的影像中心的偏移量，进而使得整个测量***的测量结果更加精确。
参照图1，本发明的一个实施例还提出了一种线激光传感器与CCD相机结合的测量***，其包括线激光传感器100和CCD相机200。其中，线激光传感器100发出的激光线的激光中心位置标定方法采用如上述任一实施例中所述的激光中心位置标定方法进行标定。
上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (6)

1.一种激光中心位置标定方法，其特征在于，应用于线激光传感器与CCD相机结合的测量***中，包括：
获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标；
根据所述第一基准点坐标，获取所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标；
获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆的第二基准点坐标；
根据所述第二基准点坐标，获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标；
根据所述第一精确点坐标和所述第二精确点坐标获得所述激光线的标定中心位置；
其中，
所述获取激光线的第一端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标包括：
通过CCD相机获取所述塔规平台的中心圆圆心坐标
Figure QLYQS_1
；
将所述激光线的中心位置移动至距离所述圆心坐标
Figure QLYQS_2
的预设范围内，且激光高度读数在0的位置上；
以所述激光线的第一端点扫描第一线段上的第一点集，获得第一点集坐标，根据所述第一点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
以所述激光线的第一端点扫描第二线段上的第二点集，获得第二点集坐标，根据所述第二点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，进而获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一基准点坐标
Figure QLYQS_3
；
所述第一线段为从***坐标点
Figure QLYQS_4
到***坐标点
Figure QLYQS_5
的线段，所述第一点集为将所述第一线段等间距分割的n个点的集合，所述第一线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述第二线段为从***坐标点
Figure QLYQS_6
到***坐标点
Figure QLYQS_7
的线段，所述第二点集为将所述第二线段等间距分割n个点的集合，所述第二线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述获取所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标包括：
以所述第一基准点坐标为所述激光线的第一端点的扫描中心点，将所述激光线的第一端点沿***坐标系X轴移动分别对m条第三线段上的第三点集进行扫描获得m组第一激光测量坐标
Figure QLYQS_8
；
所述激光线的第一端点沿***坐标系Y轴移动分别对m条第四线段上的第四点集进行扫描获得m组第二激光测量坐标
Figure QLYQS_9
;
分别对m组所述第一激光测量坐标
Figure QLYQS_10
和m组所述第二激光测量坐标/>
Figure QLYQS_11
进行数学计算处理，获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标；
所述第三线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴方向上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第三点集为将每条所述第三线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；
所述第四线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第四点集为将每条所述第四线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；
所述获取激光线的第二端点扫描塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标包括：
将所述激光线的中心位置移动至距离所述圆心坐标
Figure QLYQS_12
预设范围内，且激光高度读数在0的位置上；
以所述激光线的第二端点扫描第五线段上的第五点集，获得第五点集坐标，根据所述第五点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
以所述激光线的第二端点扫描第六线段上的第六点集，获得第六点集坐标，根据第六点集坐标获得所述激光线第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标，进而获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二基准点坐标
Figure QLYQS_13
；
所述第五线段为从***坐标点
Figure QLYQS_14
到***坐标点
Figure QLYQS_15
的线段，所述第五点集为将所述第五线段等间距分割的n个的集合，所述第五线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述第六线段为从***坐标点
Figure QLYQS_16
到***坐标点
Figure QLYQS_17
的线段，所述第六点集为将所述第六线段等间距分割的n个点的集合，所述第六线段由所述塔规平台投影图像的一侧圆锥面经过中心圆的一条直径后再到另一侧的圆锥面上；
所述获取所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标包括：
以所述第二基准点坐标为所述激光线的第二端点的扫描中心点，所述激光线的第二端点沿***坐标系X轴移动分别对m条第七线段上的第七点集进行扫描获得m组第三激光测量坐标
Figure QLYQS_18
；
所述激光线的第二端点沿***坐标系Y轴移动分别对m条第八线段上的第八点集进行扫描获得m组第四激光测量坐标
Figure QLYQS_19
；
分别对m组所述第三激光测量坐标
Figure QLYQS_20
和m组所述第四激光测量坐标
Figure QLYQS_21
进行数学计算处理，获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确坐标；
所述第七线段为长度3r、与***坐标系X轴平行、在***坐标系Y轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第七点集为将每条所述第七线段在***坐标系X轴方向上等间距分割的点的集合；
所述第八线段为长度3r、与***坐标系Y轴平行、在***坐标系X轴上等间距分布、贯穿所述塔规平台的中心圆且两端分别落在所述塔规平台的圆锥面上的直线段；
所述第八点集为将每条所述第八线段在***坐标系Y轴方向上等间距分割的点的集合；
其中，L为所述激光线的长度，r为所述CCD相机获取得所述塔规平台的中心圆的半径，
Figure QLYQS_22
为激光高度读数在0的位置上时激光线测量塔规平台的中心圆圆心位置
Figure QLYQS_23
中获知。
2.根据权利要求1所述的激光中心位置标定方法，其特征在于，所述根据所述第一点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标包括：
通过所述激光线的第一端点依次测量所述第一点集，获得所述第一点集坐标，将所述第一点集中处在在圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第一斜线组，所述第一点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成一条第一中心线，获取所述第一斜线组和所述第一中心线交点的第一交点坐标和第二交点坐标，则所述第一交点坐标和所述第二交点坐标的中点坐标的X值即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
所述根据所述第二点集坐标获得所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标包括：
通过所述激光线的第一端点依次测量所述第二点集，获得所述第二点集坐标，将所述第二点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第二斜线组，所述第二点集中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成一条第二中心线，获取所述第二斜线组分别与所述第二中心线的交点的第三交点坐标和第四交点坐标，则所述第三交点坐标和所述第四交点坐标的中点坐标的Y值即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，即得到所述第一基准点坐标
Figure QLYQS_24
。
3.根据权利要求1或2所述的激光中心位置标定方法，其特征在于，所述对m组所述第一激光测量坐标
Figure QLYQS_25
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第一激光测量坐标
Figure QLYQS_26
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第三斜线组，则获得m组所述第三斜线组；
将每一组所述第一激光测量坐标
Figure QLYQS_27
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第三中心线，则获得m条所述第三中心线；
获取m组所述第三斜线组和m条所述第三中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的Y轴位置，将处于***坐标系XZ平面的m组所述第三斜线组和m条所述第三中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
所述对m组所述第二激光测量坐标
Figure QLYQS_28
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第二激光测量坐标
Figure QLYQS_29
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四斜线组，则获得m组所述第四斜线组；
将每一组所述第二激光测量坐标
Figure QLYQS_30
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第四中心线，则获得m组所述第四中心线；
获取m组所述第四斜线组和m条所述第四中心线的2m个交点；
根据所述激光线在***坐标系中的X轴位置，将处于***坐标系YZ平面的m组所述第四斜线组和m条所述第四中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
此时，共获取4m个***坐标系XY平面上的交点；
采用最小二乘法对4m个***坐标系XY平面上的交点进行拟合成第一参考圆，则所述第一参考圆的圆心位置即所述激光线的第一端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第一精确点坐标。
4.根据权利要求1所述的激光中心位置标定方法，其特征在于，所述根据所述第五点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准X坐标包括：
通过所述激光线的第二端点依次测量所述第五点集，获得所述第五点集坐标，将所述第五点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成第五斜线组，所述第五点集坐标中处在中心圆上的所有点在***坐标系的XZ平面上拟合成一条第五中心线，获取所述第五斜线组分别与所述第五中心线交点的第五交点坐标和第六交点坐标，则所述第五交点坐标和所述第六交点坐标的中心坐标的X值即所述激光线第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点X坐标；
所述根据所述第六点集坐标获得所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准Y坐标包括：
通过所述激光线的第二端点依次测量所述第六点集，获得所述第六点集坐标，将所述第六点集坐标中处在圆锥面上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成第六斜线组，所述第六点集中处在中心圆上的所有点在***坐标系的YZ平面上拟合成一条第六中心线，获取所述第六斜线组分别与所述第六中心线的交点的第七交点坐标和第八交点坐标，则所述第七交点坐标和所述第八交点坐标的中心坐标的Y值即所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的基准点Y坐标，即得到所述第二基准点坐标
Figure QLYQS_31
。
5.根据权利要求1或4所述的激光中心位置标定方法，其特征在于，所述对m组所述第三激光测量坐标
Figure QLYQS_32
数学计算处理包括：
将每一组所述第三激光测量坐标
Figure QLYQS_33
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第五斜线组，则获得m组第七斜线组；
将每一组所述第三激光测量坐标
Figure QLYQS_34
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的XZ平面上按最小二乘法拟合成第七中心线，则获得m条所述第七中心线；
获取m组所述第七斜线组和m条所述第七中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的Y轴位置，将处于***坐标系XZ平面的m组所述第七斜线组和m条所述第七中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面的交点；
所述对m组所述第四激光测量坐标
Figure QLYQS_35
进行数学计算处理包括：
将每一组所述第四激光测量坐标
Figure QLYQS_36
中处于所述塔规平台的圆锥面上的点在***坐标系的YZ平面按最小二乘法拟合成第八斜线组，则获得m组所述第八斜线组；
将每一组所述第四激光测量坐标
Figure QLYQS_37
中处于所述塔规平台的中心圆上的点在***坐标系的YZ平面上按最小二乘法拟合成第八中心线，则获得m条第八中心线；获取m组所述第八斜线组和m条所述第八中心线的2m个交点，根据所述激光线在***坐标系中的X轴位置，将处于***坐标系YZ平面的m组所述第八斜线组和m条所述第八中心线的2m个交点转换成***坐标系XY平面上的交点；
此时共获取4m个***坐标系XY平面上的交点；
采用最小二乘法对4m个***坐标系XY平面上的交点进行拟合成第二参考圆，则所述第二参考圆的圆心位置即所述激光线的第二端点扫描所述塔规平台的中心圆圆心的第二精确点坐标。
6.一种线激光传感器与CCD相机结合的测量***，其特征在于，包括线激光传感器和CCD相机；
其中，所述测量***的激光线的中心位置标定采用如权利要求1至4任一项所述的激光中心位置标定方法进行标定。
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CN101387494B (zh) * 2008-10-06 2010-08-25 天津大学 大型隧道管片构件几何量测量装置和方法
JP6306915B2 (ja) * 2014-03-20 2018-04-04 株式会社ウニークス 被測定物の所定位置を計測する方法に用いるターゲット及び該ターゲットを用いた距離計測方法
CN106354094B (zh) * 2016-09-14 2018-10-16 大连理工大学 基于空间标准球的机床随动激光扫描坐标标定方法
JP6607228B2 (ja) * 2017-04-20 2019-11-20 Ｊｆｅスチール株式会社 校正片、校正方法、形状測定システムおよび形状測定方法
CN109631762B (zh) * 2019-01-29 2021-01-19 合肥中控智科机器人有限公司 一种激光自标定实现零点标定的方法
CN111707186A (zh) * 2019-03-18 2020-09-25 四川大学 一种直射式点激光三坐标测量装置的标定试件
CN111735390B (zh) * 2020-08-28 2020-12-11 中国计量大学 一种用于线激光传感器的标定块及手眼标定方法
CN112611325B (zh) * 2020-12-07 2022-05-24 东莞市兆丰精密仪器有限公司 一种激光中心的标定方法及其与影像中心同步的标定方法

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