雙線激光量測系統及方法
【專利摘要】一種雙線激光量測系統及方法，應用于量測設備中，該量測設備安裝有第一激光傳感器以及第二激光傳感器。當量測設備只開啟其中之一個激光傳感器時，該雙線激光量測系統為其中之一激光傳感器的有效掃描區域建立一個單一坐標系，并基于該單一坐標系下對待測物體進行量測。當量測設備同時開啟多個激光傳感器時，該雙線激光量測系統為安裝在量測設備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標系，將每一個激光傳感器所采集的量測數據進行坐標擬合，并基于坐標擬合關系來計算待測物體的量測結果。實施本發明，能夠根據激光傳感器的數量以及安裝方式，對將每一個激光傳感器所采集的量測數據進行數據擬合，從而提高量測待測物體的精確度。
【專利說明】雙線激光量測系統及方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種量測系統及方法，特別是關于一種雙線激光量測系統及方法。

【背景技術】
[0002]在量測設備中，一般都安裝有一個或多個傳感器用于對待測物體進行尺寸量測，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備，必須將每個傳感器采集的數據擬合在同一坐標系下才能進行量測計算，來獲得待測物體的量測結果。然而，不同的量測設備根據其傳感器的數量以及安裝方式，傳感器采集數據坐標的也不同，因此將不同數據進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果存在偏差。


【發明內容】

[0003]鑒于以上內容，有必要提供一種雙線激光量測系統及方法，能夠為安裝在量測設備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標系，將每一個激光傳感器所采集的量測數據進行數據擬合，并基于坐標擬合關系來量測待測物體。
[0004]所述的一種雙線激光量測系統運行于量測設備中，該量測設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域及第二激光傳感器的第二有效掃描區域，以及判斷量測設備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進行量測；坐標系建立模塊，用于當量測設備同時開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時，為第一有效掃描區域建立第一坐標系，為第二有效掃描區域建立第二坐標系，將第一坐標系作為參考坐標系，以及設置第二坐標系的坐標旋轉參數及坐標平移參數；坐標擬合模塊，用于根據坐標旋轉參數將第二坐標系下的測量數據以第二坐標系的原點為中心進行坐標旋轉，以及將第二坐標系下的測量數據按照坐標平移參數進行坐標平移來建立第一坐標系下的測量數據與第二坐標系下的測量數據的坐標擬合關系；量測模塊，用于根據建立的坐標擬合關系利用第一激光傳感器采集的量測數據與第二激光傳感器采集的量測數據進行坐標量測計算來產生待測物體的量測結果。
[0005]所述的雙線激光量測方法應用于量測設備中，該量測設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域及第二激光傳感器的第二有效掃描區域；判斷量測設備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進行量測；當量測設備同時開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時，為第一有效掃描區域建立第一坐標系，并為第二有效掃描區域建立第二坐標系；將第一坐標系作為參考坐標系，并設置第二坐標系的坐標旋轉參數及坐標平移參數；根據坐標旋轉參數將第二坐標系下的測量數據以第二坐標系的原點為中心進行坐標旋轉；將第二坐標系下的測量數據按照坐標平移參數進行坐標平移來建立第一坐標系下的測量數據與第二坐標系下的測量數據的坐標擬合關系；根據建立的坐標擬合關系利用第一激光傳感器采集的量測數據與第二激光傳感器采集的量測數據進行坐標量測計算來產生待測物體的量測結果。
[0006]相較于現有技術，本發明所述的雙線激光量測系統及方法，當量測設備只開啟其中之一激光傳感器時，為其中之一激光傳感器的有效掃描區域建立一個單一坐標系，并基于該單一坐標系下對待測物體進行量測。當量測設備同時開啟多個激光傳感器時，則為安裝在量測設備中的每一個激光傳感器分別建立一個坐標系，將每一個激光傳感器所采集的量測數據進行坐標擬合，并基于坐標擬合關系來計算待測物體的量測結果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]圖1是本發明雙線激光量測系統較佳實施例的運行環境示意圖。
[0008]圖2是本發明雙線激光量測方法較佳實施例的流程圖。
[0009]圖3是為單一激光傳感器建立單一坐標系的不意圖。
[0010]圖4是將雙線激光傳感器采集的量測數據進行數據擬合的示意圖。
[0011]主要元件符號說明
[0012]量測設備I
[0013]雙線激光量測系統10
[0014]初始化模塊101
[0015]坐標系建立模塊 102
[0016]坐標擬合模塊 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]存儲設備13
[0021]微處理器14
[0022]待測物體2

【具體實施方式】
[0023]參閱圖1所示，是本發明雙線激光量測系統10較佳實施例的運行環境示意圖。在本實施例中，所述的雙線激光量測系統10安裝并運行于量測設備I中，該量測設備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、存儲設備13以及微處理器14。該雙線激光量測系統10通過系統總線與所述第一激光傳感器11、第二激光傳感器12、存儲設備13以及微處理器14進行數據交互。在本實施例中，第一激光傳感器11和第二激光傳感器12對射(亦即正向對面)安裝在量測設備I中，第一激光傳感器11和第二激光傳感器12各自發出的激光能夠對射在待測物體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的量測數據。
[0024]在本實施例中，所述的雙線激光量測系統10能夠判斷量測設備I中的第一激光傳感器11和第二激光傳感器12是否同時開啟來量測待測物體2。如圖3所示，若量測設備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10則為其中之一傳感器的有效掃描區域建立一個單一坐標系XZ，并基于該單一坐標系XZ下對待測物體2進行量測。如圖4所示，若量測設備I同時開啟兩個傳感器(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10則為對射安裝在量測設備I中的第一激光傳感器11和第二激光傳感器12分別建立一個坐標系(例如第一坐標系XZ及第二坐標系X’Z’)，將第一激光傳感器11和第二激光傳感器12所采集的量測數據進行坐標擬合，并基于坐標擬合關系來計算待測物體2的量測結果。
[0025]在本實施例中，所述的雙線激光量測系統10包括初始化模塊101、坐標系建立模塊102、坐標擬合模塊103、以及量測模塊104。本發明所稱的功能模塊是指一種能夠被量測設備I的微處理器14所執行并且能夠完成固定功能的一系列程序指令段，其存儲在量測設備I的存儲設備13中。關于各功能模塊101-104將在圖2的流程圖中作具體描述。
[0026]參閱圖2所示，是本發明雙線激光量測方法較佳實施例的流程圖。在本實施例中，所述的雙線激光量測方法應用在量測設備I中，能夠為對射安裝在量測設備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)分別建立一個坐標系，將每一個激光傳感器所采集的量測數據進行坐標擬合，并基于坐標擬合關系將各自采集的量測數據進行坐標量測計算得到待測物體2的量測結果。
[0027]步驟S20，初始化模塊101初始化對射安裝在量測設備I上的第一激光傳感器11以及第二激光傳感器12。在使用量測設備I的第一激光傳感器11以及第二激光傳感器12時，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的感光中心進行初始化校準。
[0028]步驟S21，初始化模塊101獲取第一激光傳感器11的第一有效掃描區域及第二激光傳感器12的第二有效掃描區域。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的第二有效掃描區域。
[0029]步驟S22，初始化模塊101判斷量測設備I是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體2進行量測。若量測設備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進行量測，則執行步驟S23至S24 ;若量測設備I同時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進行量測，則執行步驟S25至S29。
[0030]步驟S23，坐標系建立模塊102為其中之一個有效掃描區域建立一個單一坐標系。步驟S24，量測模塊104在該單一坐標系下利用其中之一激光傳感器對待測物體2進行量測得到待測物體2的量測結果。如圖3所示，坐標系建立模塊102為第一激光傳感器11的第一有效掃描區域建立單一坐標系XZ，此時量測設備I僅用第一激光傳感器11基于該單一坐標系XZ下對待測物體2進行在量測。其中，坐標軸X代表平行第一激光傳感器11的水平向量，坐標軸Z代表垂直第一激光傳感器11的垂直向量。
[0031]步驟S25,坐標系建立模塊102為第一有效掃描區域建立第一坐標系,并為第二有效掃描區域建立第二坐標系。如圖4所示，當量測設備I同時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進行在量測時，坐標系建立模塊102為第一有效掃描區域A建立第一坐標系XZ,并為第二有效掃描區域B建立第二坐標系V V。
[0032]步驟S26,坐標系建立模塊102將第一坐標系作為參考坐標系，并設置第二坐標系的坐標旋轉參數及坐標平移參數。在本實施例中，所述的坐標旋轉參數為旋轉第二坐標系時所需的旋轉向量，其可表示為(±χ’，±v )。所述的坐標平移參數為平移第二坐標系時所需的平移向量，其可表不為(a, b)。
[0033]步驟S27，坐標擬合模塊103根據坐標旋轉參數將第二坐標系下的測量數據以第二坐標系的原點為中心進行坐標旋轉。如圖4所示，當第二激光傳感器12的測量數據在第二坐標系下表示為(X’，Z’)時，則對該測量數據(X’，Z’)進行坐標旋轉后，即為(-X’，-Z’)。
[0034]步驟S28，坐標擬合模塊103將第二坐標系下的測量數據按照坐標平移參數進行坐標平移來建立第一坐標系下的測量數據與第二坐標系下的測量數據的坐標擬合關系。如圖4所示，第二坐標系下的測量數據進行坐標旋轉后(-X’，-Z’)，再加將該旋轉后的測量數據進行坐標平移得到(-X’ +a, -V +b)，即可得到坐標擬合關系X=_X’ +a, Z=-Z, +b。該坐標擬合關系反應了第一激光傳感器11和第二激光傳感器12所獲取的量測數據均使用同一個坐標系(例如第一坐標系XZ)來表示，從而使量測設備I完成雙線激光量測數據的擬合需求。
[0035]步驟S29，量測模塊104根據建立的坐標擬合關系利用第一激光傳感器11采集的量測數據與第二激光傳感器12采集的量測數據進行坐標量測計算來產生待測物體2的量測結果。
[0036]以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管參照以上較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換都不應脫離本發明技術方案的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種雙線激光量測系統，運行于量測設備中，該量測設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域以及第二激光傳感器的第二有效掃描區域，以及判斷量測設備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進行量測； 坐標系建立模塊，用于當量測設備同時開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時，為第一有效掃描區域建立第一坐標系，為第二有效掃描區域建立第二坐標系，將第一坐標系作為參考坐標系，以及設置第二坐標系的坐標旋轉參數及坐標平移參數； 坐標擬合模塊，用于根據坐標旋轉參數將第二坐標系下的測量數據以第二坐標系的原點為中心進行坐標旋轉，以及將第二坐標系下的測量數據按照坐標平移參數進行坐標平移來建立第一坐標系下的測量數據與第二坐標系下的測量數據的坐標擬合關系； 量測模塊，用于根據建立的坐標擬合關系利用第一激光傳感器采集的量測數據與第二激光傳感器采集的量測數據進行坐標量測計算來產生待測物體的量測結果。
2.如權利要求1所述的雙線激光量測系統，其特征在于，當量測設備開啟其中之一激光傳感器時，所述的坐標系建立模塊還用于為其中之一個有效掃描區域建立一個單一坐標系。
3.如權利要求2所述的雙線激光量測系統，其特征在于，當量測設備開啟其中之一激光傳感器時，所述的量測模塊還用于基于所述單一坐標系下利用其中之一激光傳感器對待測物體進行量測得到待測物體的量測結果。
4.如權利要求1所述的雙線激光量測系統，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備中。
5.如權利要求1所述的雙線激光量測系統，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據。
6.一種雙線激光量測方法，應用于量測設備中，該量測設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域以及第二激光傳感器的第二有效掃描區域； 判斷量測設備是開啟其中之一個還是兩個激光傳感器對待測物體進行量測； 當量測設備同時開啟第一激光傳感器和第二激光傳感器時，為第一有效掃描區域建立第一坐標系，并為第二有效掃描區域建立第二坐標系； 將第一坐標系作為參考坐標系，并設置第二坐標系的坐標旋轉參數及坐標平移參數； 根據坐標旋轉參數將第二坐標系下的測量數據以第二坐標系的原點為中心進行坐標旋轉； 將第二坐標系下的測量數據按照坐標平移參數進行坐標平移來建立第一坐標系下的測量數據與第二坐標系下的測量數據的坐標擬合關系； 根據建立的坐標擬合關系利用第一激光傳感器采集的量測數據與第二激光傳感器采集的量測數據進行坐標量測計算來產生待測物體的量測結果。
7.如權利要求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:當量測設備開啟其中之一激光傳感器時，為其中之一個有效掃描區域建立一個單一坐標系。
8.如權利要求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:當量測設備開啟其中之一激光傳感器時，基于所述單一坐標系下利用其中之一激光傳感器對待測物體進行量測得到待測物體的量測結果。
9.如權利要求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備中。
10.如權利要求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據。
【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 優先權日:2013年8月22日
【發明者】張滋, 李博, 柳慶 申請人:鴻富錦精密工業（深圳）有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司