CN116592791B - 形状测量方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

形状测量方法、装置、设备及存储介质 Download PDF

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CN116592791B CN202310870780.4A CN202310870780A CN116592791B CN 116592791 B CN116592791 B CN 116592791B CN 202310870780 A CN202310870780 A CN 202310870780A CN 116592791 B CN116592791 B CN 116592791B
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Abstract

本发明属于数据处理技术领域，公开了一种形状测量方法、装置、设备及存储介质；该方法包括：获取每个激光测距仪与零位基准线的相对夹角；获取编码器采集的角度信息，根据角度信息和相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；在参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；获取角度集合中各角度对应的测量距离，根据测量距离、激光测距仪的长度以及角度集合得到被测物体的形状；本发明通过不断旋转激光测距仪，得到激光测距仪在测量距离时对应的角度，激光测距仪采集被测物体在多个不同角度下的距离，根据各个角度的测量距离进行曲线拟合，得到被测物体的形状，从而通过低成本的激光测距仪和编码器准确得到物体的形状。

Description

形状测量方法、装置、设备及存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种形状测量方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
目前，物体形状测量技术主要包括接触式测量及非接触式测量两类。非接触式测量技术包括两类：视觉照相三维测量、激光三维测量。照相三维测量***具有测量速度快、测量密度高的优点。激光测量***具有测量精度高的优点。
视觉测量主要可分为：被动测量和主动测量两种方法。主动测量方法大概可以分为两类：time-of-flight(TOF)激光测量和结构光测量。TOF激光测量方法通过计算光的飞行时间获取物体的三维形状。结构光测量是通过投影仪将编码的光投影在被测物体上，同时相机捕获重建这些场景。结构光测量更能满足工业生产对精度的要求。目前，市场上存在很多有形状测量需求，但是在测量物体形状时，准确度高的结构光测量形状成本过高，无法满足市场上小成本形状测量的需求。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种形状测量方法，旨在解决现有技术小成本的人工测量准确度不够高，准确度高的结构光测量形状成本过高，无法满足市场上小成本形状测量的需求的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种形状测量方法，所述形状测量方法应用于形状测量***，所述形状测量***包括编码器、若干个激光测距仪和平面旋转机构，所述激光测距仪固定连接在所述平面旋转机构***，所述编码器固定连接在所述平面旋转机构内部，所述编码器和所述激光测距仪可跟随所述平面旋转机构进行旋转；
所述形状测量方法，包括：
获取激光测距仪的长度，确定所述编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角；
在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；
在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；
获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状。
可选地，所述在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度，包括：
在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取当前时刻所述编码器零位基准线的偏移角度；
根据所述偏移角度和每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角得到当前时刻激光测距仪的参考角度。
可选地，所述在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合，包括：
不断旋转所述平面旋转机构得到多个参考角度，判断所述参考角度的角度数量是否大于数量阈值；
在所述参考角度的角度数量大于数量阈值时，判断所述参考角度的角度是否满足角度范围阈值；
在所述参考角度的角度满足角度范围阈值时，根据所述多个参考角度得到角度集合。
可选地，所述获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状，包括：
以所述编码器的零位基准线为轴线，以所述平面旋转机构的中心为原点建立参考坐标系；
获取所述角度集合中各角度对应的激光测距仪测量的测量距离；
根据所述测量距离和所述激光测距仪的长度相加得到所述角度集合中各角度对应的参考距离；
通过三角函数对所述参考距离、所述参考角度确定被测物体在所述参考坐标系中的参考坐标；
根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状。
可选地，所述根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状，包括：
根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到平面多项式；
对所述平面多项式进行曲线拟合，得到拟合结果，根据所述拟合结果得到所述被测物体的形状。
可选地，所述形状测量***还包括垂直运动机构，所述垂直运动机构用于驱动所述平面旋转机构垂直于所述参考坐标系上下运动；
所述获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状之后，还包括：
在所述平面旋转机构通过所述垂直运动机构上下移动时，采集在不同垂直距离下的参考坐标；
根据所述平面旋转机构在不同垂直距离下的参考坐标得到三维坐标集合；
根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状。
可选地，所述根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状，包括：
根据所述三维坐标集合得到多个三维空间点；
根据所述三维空间点进行曲面拟合，得到所述被测物体的三维曲面；
根据所述三维曲面确定所述被测物体的三维形状。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种形状测量装置，所述形状测量装置包括：
获取模块，用于获取激光测距仪的长度，确定编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与零位基准线的相对夹角；
所述获取模块，还用于在平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；
所述获取模块，还用于在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；
测量模块，用于获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种形状测量设备，所述形状测量设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的形状测量程序，所述形状测量程序配置为实现如上文所述的形状测量方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有形状测量程序，所述形状测量程序被处理器执行时实现如上文所述的形状测量方法的步骤。
本发明通过不断旋转激光测距仪，得到激光测距仪在测量距离时对应的角度，激光测距仪采集被测物体在多个不同角度下的距离，根据各个角度的测量距离进行曲线拟合，得到被测物体的形状，从而通过低成本的激光测距仪和编码器准确得到物体的形状。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的形状测量设备的结构示意图；
图2为本发明形状测量方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明形状测量方法一实施例的平面旋转机构和激光测距仪的俯视图；
图4为本发明形状测量方法第二实施例的流程示意图；
图5为本发明形状测量方法一实施例的形状测量***示意图；
图6为本发明形状测量方法一实施例的平面旋转机构旋转状态示意图；
图7为本发明形状测量方法一实施例的直线运动机构驱动平面旋转机构垂直运动的示意图；
图8为本发明形状测量装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的形状测量设备结构示意图。
如图1所示，该形状测量设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（CentralProcessing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）存储器，也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对形状测量设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作***、网络通信模块、用户接口模块以及形状测量程序。
在图1所示的形状测量设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明形状测量设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在形状测量设备中，所述形状测量设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的形状测量程序，并执行本发明实施例提供的形状测量方法。
本发明实施例提供了一种形状测量方法，参照图2，图2为本发明一种形状测量方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述形状测量方法包括以下步骤：
步骤S10：获取激光测距仪的长度，确定所述编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角。
需说明的是，所述形状测量方法应用于形状测量***，所述形状测量***包括编码器、若干个激光测距仪和平面旋转机构，所述激光测距仪固定连接在所述平面旋转机构***，所述编码器固定连接在所述平面旋转机构内部，所述编码器和所述激光测距仪可跟随所述平面旋转机构进行旋转。
可理解的是，激光测距仪可以是市面上常用的通过激光进行距离测量的仪器，易知，激光测距仪本体是有一定长度的，所述激光测距仪的长度可以是激光测距仪本体的长度。
应理解的是，编码器可以是用于进行获取角度信息的设备，编码器可以位于平面旋转机构内部，并且与平面旋转机构固定连接。平面旋转机构***固定连接有多个激光测距仪。
需说明的是，编码器的零位基准线是在进行旋转之前，编码器最初始时采集的一个方向。详细可以参考图3，图3可以视为是平面旋转机构和激光测距仪的俯视图，中间的两个圆形构成平面旋转机构，在平面旋转机构外部的固定连接的4个激光测距仪。参考图3，此时平面旋转机构处于初始静止状态，获取编码器采集的在初始静止状态时的方向，也就是图中编码器零位基准线的方向；进一步图中h1-h4分别表示4个激光测距仪的本体长度，图中α1-α4表示4个激光测距仪与编码器零位基准线的相对夹角。
需进一步说明的是，每个激光测距仪和零位基准线的相对夹角可以是通过编码器采集得到，也可以是通过人为测量后输入编码器，在需要是直接采用。
步骤S20：在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度。
可理解的是，平面旋转机构可以是在一个水平面进行旋转的旋转机构，所以，通过水平旋转机构可以测量被测物体的平面形状。
应理解的是，编码器采集的角度信息可以包括旋转后的零位基准线对应的信息。
可理解的是，参考角度可以是在旋转时各个激光测距仪相对于初始编码器零位基准线的角度，需说明的是，本实施例所标明的角度可以是0-360度之间。
需说明的是，所述在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度，包括：在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取当前时刻所述编码器零位基准线的偏移角度；根据所述偏移角度和每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角得到当前时刻激光测距仪的参考角度。
需进一步说明的是，因为激光测距仪与平面旋转机构是固定连接，且编码器与所述平面旋转机构也是固定连接，在已知激光测距仪和编码器零位基准线的相对夹角下，不论如何旋转，相对夹角是不变的，根据编码器可以得到旋转时，编码器旋转后零位基准线相对于初始零位基准线的角度，可以进一步得到各个激光测距仪相对于初始零位基准线的角度。
步骤S30：在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合。
可理解的是，预设条件包括参考角度的数量和参考角度的角度范围。
应理解的是，在参考角度的数量满足预设条件时，将所有的参考角度作为一个角度集合，若所有参考角度的数量和角度范围没有满足预设条件，则继续旋转旋转机构，不断获取新的参考角度，直到参考角度满足预设条件。
需说明的是，所述在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合，包括：
不断旋转所述平面旋转机构得到多个参考角度，判断所述参考角度的角度数量是否大于数量阈值，可知，要通过参考角度和激光测量的测量长度得到被测物体上某一个点的位置，若被测量的点数量不够多，则最终得到的被测量物体的形状不够准确；简单来说，就是，平面旋转机构上激光测量仪所处的角度越多，测到的被测物体的点数量越多，最终根据被测物体的点得到的被测物体的形状越准确，所以，为了更加得到被测物体更加准确的形状，需要在参考角度数量满足大于数量阈值时，再根据参考角度得到被测物体的形状。
在所述参考角度的角度数量大于数量阈值时，判断所述参考角度的角度是否满足角度范围阈值，需说明的是，通过旋转机构带动激光测量仪旋转得到多个参考角度，但是，旋转的过程中，所有的角度都在0-360度之间，且随着不断旋转，根据激光测距仪得到的参考角度可能存在重复，若参考角度数量足够，但是参考角度仅在几个区域内重复，无法全面的得到被测物体在不同角度的距离。当参考角度满足角度范围时，能够更加全面的从多个角度测量被测为在不同角度的距离，进一步根据在不同角度的距离得到被测物体更加准确的形状。
在所述参考角度的角度满足角度范围阈值时，根据所述多个参考角度得到角度集合。
步骤S40：获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状。
可理解的是，正整个激光测量仪被旋转机构带动旋转的过程中，激光测量仪在测量每个时刻得到的测量距离，编码器在根据每个时刻零位基准线相对于初始零位基准线的变化角度，同时编码器可以根据每个时刻零位基准线的变化角度和相对角度得到每个激光测量仪的角度。
应理解的是，激光测量仪在物体内部选装，激光测量仪可以发出激光得到被测量物体某一个点距离激光测量仪的距离，并且得到该点与初始零位基准线的角度。
需说明的是，根据被测物体的每一个被激光测量仪测量到的点的距离和角度可以得到被测量物体的每个点在以所述编码器的零位基准线为轴线，以所述平面旋转机构的中心为原点建立参考坐标系中的位置。
需进一步说明的是，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合可以得到被测物体各个点在参考坐标系中的位置，将被测物体各个点的位置构成点的集合，可以通过最小二乘法对点的集合进行曲线拟合，拟合得到的曲线是被测物体的形状。
可理解的是，本实施例所说的旋转机构和激光测距仪还可以在被测物体外进行测量，可以以被测物体为原点建立第一坐标系，以旋转机构为原点建立第二坐标系，对第一坐标系和第二坐标系进行标定，得到第一坐标系和第二坐标系的转换关系，然后通过旋转机构和激光测距仪在被测物体外的不同位置测量被测物体各个点在第二坐标系中的位置。
进一步，也可以围绕被测物体建立多个坐标系，在每个坐标系的原点放置旋转机构测量被测物体不同位置的坐标，然后将被测物体在多个坐标系中的坐标点统一至同一个坐标系，最后得到被测物体各个点在同一个坐标系的位置集合，根据被测物体的位置集合进行曲线拟合得到被测物体的形状。
本实施例通过不断旋转激光测距仪，得到激光测距仪在测量距离时对应的角度，激光测距仪采集被测物体在多个不同角度下的距离，根据各个角度的测量距离进行曲线拟合，得到被测物体的形状，从而通过低成本的激光测距仪和编码器准确得到物体的形状。
参考图4，图4为本发明一种形状测量方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例形状测量方法在所述步骤S40，包括：
步骤S41：以所述编码器的零位基准线为轴线，以所述平面旋转机构的中心为原点建立参考坐标系。
可理解的是，平面坐标系可以是由原点、x轴、y轴构成，本实施例中的参考坐标系是以旋转机构的中心为原点，以编码器的零位基准线为轴线，可以理解为是以编码器零位基准线为x轴或者是y轴，然后取经过原点、垂直于零位基准线且平行于地面的直线作为另外一条轴线构成。
步骤S42：获取所述角度集合中各角度对应的激光测距仪测量的测量距离。
可理解的是，此处的测量距离是从激光测距仪的激光发射口到被测物体的距离。
步骤S43：根据所述测量距离和所述激光测距仪的长度相加得到所述角度集合中各角度对应的参考距离。
可理解的是，在通过激光测距仪进行距离测量时，先得到激光测距仪测量的距离，在中央处理器得到测量距离后再加上激光测距仪本身的长度，最终得到被测物体被激光测距仪测量的点的距离。
应理解的是，在通过激光测距仪进行距离测量时，对应有测量距离是激光测距仪的角度，中央处理器在接收到激光测距仪测量到的距离后，加上激光测距仪本身的长度后，与此时激光测距仪的角度一一对应保存，在得到的角度集合中的每个角度都有对应的角度。
在具体实施中，形状测量***还可以包括处理单元，详细可参考图5，图中，旋转机构1，编码器2，编码器2与旋转机构1相连接，使得编码器2可以读取旋转机构1当前的角度，若干个激光测距仪3，激光测距仪3固定于旋转机构上，并可跟随旋转机构1旋转，处理单元4，处理单元可以接收编码器2的实时位置反馈，同时可以接收激光测距仪3的测量距离反馈。
需说明的是，测量精度和速度与旋转机构旋转速度、激光测距仪采样时间、激光测距仪安装个数等参数相关，其中，采样时间越短，旋转速度越快，安装个数越多，在同等时间内采集到的点就越多，采集就越精确，反过来，需要采集到同样点所需时间就越短，采集速度就越快。
步骤S44：通过三角函数对所述参考距离、所述参考角度确定被测物体在所述参考坐标系中的参考坐标。
可理解的是，在参考坐标系中，连接被测物体被激光测距仪测量的点和参考坐标系的原点构成一条直线，参考距离是该点到原点的直线距离，所述参考角度是该直线和零位基准线构成的轴线之间的夹角。
应理解的是，基于该夹角的角度和参考距离可以通过三角函数或者是勾股定理计算得到被测物体该点在参考坐标系中的横坐标和纵坐标，其中参考坐标由横坐标和纵坐标构成。
在具体实施中，测量时，旋转机构开始旋转，在任意时刻T获取到编码器角度记为θ，详细可以参考图6，同时N个激光测距仪测量到的由测距仪测量面沿测量方向到待测量轮廓处的距离为l1、l2、……lN，此时，可根据三角函数计算出第n个激光测距仪测量到的待测量轮廓上测量到的点相对于以旋转机构旋转中心，编码器零位为x轴正方向建立的笛卡尔直角坐标系的平面坐标为：
其中，简单来说ln表示各个激光测距仪测量到的距离，hn表示各个激光测距仪自身的长度，αn表示各个激光测距仪与零位基准线之间的夹角。详细可以参考图6。
由此计算出在编码器角度记为θ时测量到的平面点集为(x1,y1)、(x2,y2)、……(xN,yN)。
步骤S45：根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状。
可理解的是，已知构成被测物体形状的各个点在坐标系中的坐标，通过对构成被测物体形状的多个点进行曲线拟合，可以得到被测物体的准确形状。
需说明的是，所述根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状，包括：根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到平面多项式；对所述平面多项式进行曲线拟合，得到拟合结果，根据所述拟合结果得到所述被测物体的形状。
在具体实施中，设有平面点集为(x1,y1)、(x2,y2)、……(xN,yN)，可以用下列多项式：
来进行拟合，其中用于计算各项系数a0、a1、a2、...ak的计算矩阵为：
通过矩阵可以计算得到多项式中各个系数的值，将各个系数的值代入原多项式可以得到代入系数的值之后的多项式在三维图像中进行显示，可以得到被测物体的形状。
需强调的是，所述形状测量***还包括垂直运动机构，所述垂直运动机构用于驱动所述平面旋转机构垂直于所述参考坐标系上下运动。
需进一步强调的是，在所述平面旋转机构通过所述垂直运动机构上下移动时，采集在不同垂直距离下的参考坐标；根据所述平面旋转机构在不同垂直距离下的参考坐标得到三维坐标集合；根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状。
可理解的是，通过三维坐标集合得到被测物体三维形状也可以是通过最小二乘法进行曲面拟合后得到。
需进一步说明的是，所述根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状，包括：根据所述三维坐标集合得到多个三维空间点；根据所述三维空间点进行曲面拟合，得到所述被测物体的三维曲面；根据所述三维曲面确定所述被测物体的三维形状。
值得说明的是，垂直运动机构的结构可以参考图7，图中1为激光测距仪，2为旋转机构，3为直线运动机构，旋转机构在自身可旋转的情况下可沿直线机构前后运动，运动方向垂直于旋转平面，直线机构上装有编码器，可以读取运动到的当前位置。这样，根据之前的平面测距公式计算出的每个平面点(x,y)，需要在记录时加上读取该点时直线机构的位置z，记为一个三维空间点(x,y,z)，这样根据生成的三维点集拟合生成待测量的三维形状。
本实施例通过以编码器零位线为轴线，以旋转机构的中心为原点构建参考坐标系，并通过不断旋转旋转机构带动与旋转机构固定连接的激光测量仪旋转，并通过旋转的激光测量仪测量被测物体在不同角度的点在参考坐标系的位置，通过激光测量仪和编码器获取的角度信息可以得到被测物体很多个点在参考坐标系中的参考坐标，然后通过预设算法对参考坐标进行拟合，能够得到被测物体的形状，且采集的角度越多，角度范围越大，最终拟合的形状越准确。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有形状测量程序，所述形状测量程序被处理器执行时实现如上文所述的形状测量方法的步骤。
参照图8，图8为本发明形状测量装置第一实施例的结构框图。
如图8所示，本发明实施例提出的形状测量装置包括：
获取模块10，用于获取激光测距仪的长度，确定编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与零位基准线的相对夹角；
所述获取模块10，还用于在平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；
所述获取模块10，还用于在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；
测量模块20，用于获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状。
本实施例通过不断旋转激光测距仪，得到激光测距仪在测量距离时对应的角度，激光测距仪采集被测物体在多个不同角度下的距离，根据各个角度的测量距离进行曲线拟合，得到被测物体的形状，从而通过低成本的激光测距仪和编码器准确得到物体的形状。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取当前时刻所述编码器零位基准线的偏移角度；
根据所述偏移角度和每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角得到当前时刻激光测距仪的参考角度。
在一实施例中，所述获取模块10，还用于不断旋转所述平面旋转机构得到多个参考角度，判断所述参考角度的角度数量是否大于数量阈值；
在所述参考角度的角度数量大于数量阈值时，判断所述参考角度的角度是否满足角度范围阈值；
在所述参考角度的角度满足角度范围阈值时，根据所述多个参考角度得到角度集合。
在一实施例中，所述测量模块20，还用于以所述编码器的零位基准线为轴线，以所述平面旋转机构的中心为原点建立参考坐标系；
获取所述角度集合中各角度对应的激光测距仪测量的测量距离；
根据所述测量距离和所述激光测距仪的长度相加可以得到所述角度集合中各角度对应的 参考距离；
通过 三角函数对 所述参考距离、所述 参考角度确定被测物体 在所述参考 坐标系中 的参考坐标；
根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状。
在一实施例中，所述测量模块20，还用于根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到平面多项式；
对所述平面多项式进行曲线拟合，得到拟合结果，根据所述拟合结果得到所述被测物体的形状。
在一实施例中，所述测量模块20，还用于在所述平面旋转机构通过所述垂直运动机构上下移动时，采集在不同垂直距离下的参考坐标；
根据所述平面旋转机构在不同垂直距离下的参考坐标得到三维坐标集合；
根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状。
在一实施例中，所述测量模块20，还用于根据所述三维坐标集合得到多个三维空间点；
根据所述三维空间点进行曲面拟合，得到所述被测物体的三维曲面；
根据所述三维曲面确定所述被测物体的三维形状。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述 实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通 过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的 技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体 现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read Only Memory，ROM）/RAM、磁碟、光 盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
应该理解的是，虽然本申请实施例中的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种形状测量方法，其特征在于，所述形状测量方法应用于形状测量***，所述形状测量***包括编码器、若干个激光测距仪和平面旋转机构，所述激光测距仪固定连接在所述平面旋转机构***，所述编码器固定连接在所述平面旋转机构内部，所述编码器和所述激光测距仪可跟随所述平面旋转机构进行旋转；
所述形状测量方法，包括：
获取激光测距仪的长度，确定所述编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角；
在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；
在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；
获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状；
所述在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合，包括：
不断旋转所述平面旋转机构得到多个参考角度，判断所述参考角度的角度数量是否大于数量阈值；
在所述参考角度的角度数量大于数量阈值时，判断所述参考角度的角度是否满足角度范围阈值；
在所述参考角度的角度满足角度范围阈值时，根据所述多个参考角度得到角度集合。
2.如权利要求1所述的形状测量方法，其特征在于，所述在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度，包括：
在所述平面旋转机构处于旋转状态时，获取当前时刻所述编码器零位基准线的偏移角度；
根据所述偏移角度和每个激光测距仪与所述零位基准线的相对夹角得到当前时刻激光测距仪的参考角度。
3.如权利要求1所述的形状测量方法，其特征在于，所述获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状，包括：
以所述编码器的零位基准线为轴线，以所述平面旋转机构的中心为原点建立参考坐标系；
获取所述角度集合中各角度对应的激光测距仪测量的测量距离；
根据所述测量距离和所述激光测距仪的长度相加得到所述角度集合中各角度对应的参考距离；
通过三角函数对所述参考距离、所述参考角度确定被测物体在所述参考坐标系中的参考坐标；
根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状。
4.如权利要求3所述的形状测量方法，其特征在于，所述根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到所述被测物体的形状，包括：
根据所述被测物体在所述参考坐标系中的多个参考坐标得到平面多项式；
对所述平面多项式进行曲线拟合，得到拟合结果，根据所述拟合结果得到所述被测物体的形状。
5.如权利要求3所述的形状测量方法，其特征在于，所述形状测量***还包括垂直运动机构，所述垂直运动机构用于驱动所述平面旋转机构垂直于所述参考坐标系上下运动；
所述获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状之后，还包括：
在所述平面旋转机构通过所述垂直运动机构上下移动时，采集在不同垂直距离下的参考坐标；
根据所述平面旋转机构在不同垂直距离下的参考坐标得到三维坐标集合；
根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状。
6.如权利要求5所述的形状测量方法，其特征在于，所述根据所述三维坐标集合得到所述被测物体的三维形状，包括：
根据所述三维坐标集合得到多个三维空间点；
根据所述三维空间点进行曲面拟合，得到所述被测物体的三维曲面；
根据所述三维曲面确定所述被测物体的三维形状。
7.一种形状测量装置，其特征在于，所述形状测量装置包括：
获取模块，用于获取激光测距仪的长度，确定编码器的零位基准线，获取每个激光测距仪与零位基准线的相对夹角；
所述获取模块，还用于在平面旋转机构处于旋转状态时，获取所述编码器采集的角度信息，根据所述角度信息和所述相对夹角得到多个激光测距仪的参考角度；
所述获取模块，还用于在所述参考角度的数量满足预设条件时，根据多个参考角度得到角度集合；
测量模块，用于获取所述角度集合中各角度对应的测量距离，根据所述测量距离、所述激光测距仪的长度以及所述角度集合得到被测物体的形状；
其中，所述获取模块，还用于不断旋转所述平面旋转机构得到多个参考角度，判断所述参考角度的角度数量是否大于数量阈值；在所述参考角度的角度数量大于数量阈值时，判断所述参考角度的角度是否满足角度范围阈值；在所述参考角度的角度满足角度范围阈值时，根据所述多个参考角度得到角度集合。
8.一种形状测量设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的形状测量程序，所述形状测量程序配置为实现如权利要求1至6中任一项所述的形状测量方法。
9.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有形状测量程序，所述形状测量程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的形状测量方法。
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