非接触式三维测量定位系统、方法及存储介质.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111288891A(43)申请公布日2020.06.16(21)申请号202010086270.4(22)申请日2020.02.11(71)申请人广东博智林机器人有限公司地址528000广东省佛山市顺德区北滘镇顺江居委会北滘工业园骏业东路11号东面办公室二楼201-11(72)发明人黄以恺张强赵志强赵瑞欣任岭雪(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人孟金喆(51)Int.Cl.G01B11/00(2006.01)G01C1/00(2006.01)权利要求书3页说明书13页附图5页(54)发明名称非接触式三维测量定位系统、方法及存储介质(57)摘要本发明实施例公开了一种非接触式三维测量定位系统、方法及存储介质，其中该系统包括：固定设置的激光发射装置，包括：激光发射单元，用于发射点激光；第一旋转单元，用于旋转激光发射单元，并记录旋转角度；设置于目标物体的激光接收装置，包括：接收件，用于接收点激光，得到激光斑点；第二旋转单元，用于旋转接收件，并记录旋转角度；图像采集装置，用于采集激光斑点图像；处理装置，用于根据接收的激光发射单元的旋转角度、接收件的旋转角度和激光斑点图像，确定目标物体的位姿参数。通过将激光发射和接收装置分体式设置，可扩大三维测量定位的测量范围，且便于安装与拓展；且通过将视觉与激光测量定位方法结合，保证了测量速度和精度。CN111288891ACN111288891A权利要求书1/3页1.一种非接触式三维测量定位系统，其特征在于，包括：激光发射装置，固定设置于测量场景中的预设位置，包括：激光发射单元，用于发射点激光；第一旋转单元，用于旋转所述激光发射单元，并记录激光发射单元的旋转角度；激光接收装置，设置于所述测量场景中的目标物体，包括：接收件，用于接收点激光，得到激光斑点；第二旋转单元，用于旋转所述接收件，并记录接收件的旋转角度；图像采集装置，用于采集所述接收件上的激光斑点图像；处理装置，用于接收所述激光发射单元的旋转角度、所述接收件的旋转角度和所述激光斑点图像；根据所述激光发射单元的旋转角度、所述接收件的旋转角度和所述激光斑点图像，以及预先构建的定位模型，确定所述目标物体的位姿参数。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一旋转单元，包括：第一电机，用于在第一方向上旋转所述激光发射单元；第二电机，用于在第二方向上旋转所述激光发射单元；第一角度探测器，用于记录所述第一电机的第一旋转角度；第二角度探测器，用于记录所述第二电机的第二旋转角度。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第二旋转单元，包括：第三电机，用于在第三方向上旋转所述接收件；第三角度探测器，用于记录所述第三电机的第三旋转角度。4.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述激光发射装置的数量为至少一个。5.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述测量场景为光照场景时，所述接收件配置于单面透光的暗箱中。6.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述激光发射装置、所述激光接收装置、所述图像采集装置和所述处理装置，都还包括无线通信单元。7.根据权利要求1-3中任一项所述的系统，其特征在于，所述目标物体为运动物体时，所述处理单元，还用于实时确定所述运动物体的位姿参数，并根据实时确定的位姿参数构建所述运动物体的运动轨迹。8.一种非接触式三维测量定位方法，其特征在于，应用于权利要求1-7中任一项所述系统中的处理装置，包括：接收至少一组激光发射单元的旋转角度、接收件的旋转角度和激光斑点图像；解析所述激光斑点图像，得到激光斑点的图像像素坐标；基于图像像素坐标系与接收件坐标系的对应关系，根据所述激光斑点的图像像素坐标，确定激光斑点的接收件坐标；将所述至少一组激光发射单元的旋转角度、接收件的旋转角度和所述接收件坐标输入至预先构建的定位模型，输出目标物体的位姿参数。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述基于图像像素坐标系与接收件坐标系的对应关系，根据所述激光斑点的图像像素坐标，确定激光斑点的接收件坐标，包括：根据图像采集装置的内参参数，将所述激光斑点的图像像素坐标转化为图像物理坐标；根据所述图像采集装置的畸变参数，对所述图像物理坐标进行修正；2CN111288891A权利要求书2/3页基于图像物理坐标系与图像采集装置坐标系的对应关系，根据修正后的图像物理坐标，确定图像采集装置坐标；基于图像采集装置坐标系与标定板坐标系的对应关系，根据图像采集装置坐标，确定标定板坐标；将所述标定板坐标作为激光斑点的接收件坐标。10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述定位模型的构建步骤，包括：构建激光发射装置模型和激光接收装置模型；整合