本發(fā)明涉及測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種曲率測量方法及裝置。

背景技術(shù)：

目前，市場上出現(xiàn)了較多用于檢測產(chǎn)品外觀或者尺寸的視覺檢測設(shè)備，這些視覺檢測設(shè)備設(shè)置包括多個傳感器。將產(chǎn)品放置在視覺檢測設(shè)備上，并與視覺檢測設(shè)備中的傳感器接觸，通過傳感器獲取產(chǎn)品各部位的形狀和尺寸，從而得出產(chǎn)品尺寸是否與設(shè)計尺寸相符。然而，這些視覺檢測設(shè)備測量的產(chǎn)品尺寸精度低。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種曲率測量方法及裝置，旨在提高曲面的測量精度。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的一種曲率測量方法，所述曲率測量方法包括以下步驟：

以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；

以所述參考點位置為基準(zhǔn)，確定所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；

將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；

根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。

可選的，所述以所述參考點位置為基準(zhǔn)，確定所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離的步驟，包括：

以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得n個測量點，并記錄位移傳感器測量每一個測量點時，所述位移傳感器輸出的第二測量值和所述位移傳感器相對于所述參考點位置的旋轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)所述位移傳感器測量所述第一目標(biāo)點時所述位移傳感器輸出的第三測量值、以及所述n個測量點對應(yīng)的第二測量值和旋轉(zhuǎn)角度，按照預(yù)設(shè)的超定方程，計算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離。

可選的，所述以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置的步驟之前，所述方法還包括：

獲取所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在第二預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)所測量的第四測量值；

根據(jù)所述第四測量值中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

可選的，所述超定方程為：

其中所述θ_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，所述d_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的第二測量值，d為所述第三測量值，h為所述絕對距離。

可選的，多個所述第二目標(biāo)點為等間距的點。

此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種曲率測量裝置，所述曲率測量裝置包括：

設(shè)置模塊，用于以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；

確定模塊，用于以所述參考點位置為基準(zhǔn)，確定所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；

第一計算模塊，用于將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；

第二計算模塊，用于根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。

可選的，所述確定模塊包括：

記錄單元，用于以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得n個測量點，并記錄位移傳感器測量每一個測量點時，所述位移傳感器輸出的第二測量值和所述位移傳感器相對于所述參考點位置的旋轉(zhuǎn)角度；

計算單元，用于根據(jù)所述位移傳感器測量所述第一目標(biāo)點時所述位移傳感器輸出的第三測量值、以及所述n個測量點對應(yīng)的第二測量值和旋轉(zhuǎn)角度，按照預(yù)設(shè)的超定方程，計算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離。

可選的，所述裝置還包括：

獲取模塊，用于獲取所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在第二預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)所測量的第四測量值；

確定模塊，用于根據(jù)所述第四測量值中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

可選的，所述超定方程為：

其中所述θ_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，所述d_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的第二測量值，d為所述第三測量值，h為所述絕對距離。

可選的，多個所述第二目標(biāo)點為等間距的點。

本發(fā)明實施例提供的一種曲率測量方法及裝置，以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，測量獲得所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。由于可以精確計算得到曲面上任意一點的笛卡爾坐標(biāo)值，因此提高了曲率測量的精度，并且測量更加方便靈活。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明曲率測量方法第一實施例的流程示意圖；

圖2為本發(fā)明曲率測量方法第二實施例的流程示意圖；

圖3為本發(fā)明曲率測量裝置第一實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明曲率測量裝置第二實施例的功能模塊結(jié)構(gòu)示意圖。

本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點將結(jié)合實施例，參照附圖做進(jìn)一步說明。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明提供一種曲率測量方法，參照圖1，在第一實施例中，本發(fā)明提供的曲率測量方法包括：

步驟S10，以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；

步驟S20，以所述參考點位置為基準(zhǔn)，確定所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離。

本發(fā)明提供的曲率測量方法主要應(yīng)用在笛卡爾直角坐標(biāo)系測量系統(tǒng)中，用于根據(jù)曲面上的點在笛卡爾直角坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，計算曲面點的曲率，從而提高曲面的測量精度。

具體地，采用X、Y和Z軸三個方向的光柵尺和一個位移傳感器，建立笛卡爾直角坐標(biāo)系測量系統(tǒng)，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，從而可以根據(jù)所述光柵尺直接測量所述位移傳感器的笛卡爾坐標(biāo)值；在本實施例中，所述位移傳感器可以為白光同軸位移傳感器，所述白光同軸位移傳感器的原理是將白色光按顏色(即波長)改變集光位置并對物體進(jìn)行照射，僅將連結(jié)焦點的波長光作為發(fā)射光進(jìn)行受光，投光和受光配置在同一個軸上，再根據(jù)顏色信息來測量高度；另外，所述白光同軸位移傳感器的測量角度特性可達(dá)-25°ˉ+25°，在測量范圍內(nèi)的任意位置均能通過同一個測量點進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

本實施例中，以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置是指，將位移傳感器設(shè)置在第一目標(biāo)點的法線方向上，且位移傳感器的光線可以垂直照射所述第一目標(biāo)點，此時可以設(shè)置位移傳感器輸出的值為零，以方便后續(xù)計算，也就是說上述參考點位置可以為參考零點位置。

本實施例中，如何確定位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離的方式可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，例如，可以采用以下方式：

以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得n個測量點，并記錄位移傳感器測量每一個測量點時，所述位移傳感器輸出的第二測量值和所述位移傳感器相對于所述參考點位置的旋轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)所述位移傳感器測量所述第一目標(biāo)點時所述位移傳感器輸出的第三測量值、以及所述n個測量點對應(yīng)的第二測量值和旋轉(zhuǎn)角度，按照預(yù)設(shè)的超定方程，計算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離。

所述超定方程可以為其中，所述θ_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，所述d_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的第二測量值，d為所述第三測量值，h為所述絕對距離。

本實施例中，上述第一預(yù)設(shè)角度可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置需要參照所述位移傳感器的測量角度特性，在本實施例中，所述第一預(yù)設(shè)角度以-25°ˉ+25°為例進(jìn)行詳細(xì)說明；所述個測量點可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，在本實施例中，可以以10個測量點為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

步驟S30，將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；

這里，所述第一笛卡爾坐標(biāo)值為(x₁，y₁，z₁)，所述第二笛卡爾坐標(biāo)值為(x₂，y₂，z₂)，所述第一測量值為d_m；可以通過以下公式計算每一目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值：

應(yīng)理解，多個第二目標(biāo)點可以為等間距的點，也可以為非規(guī)則的點；為了保證曲率測量的精確度，在本實施例中，優(yōu)選地，選取多個等間距的第二目標(biāo)點作為測量點。

步驟S40，根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述第二目標(biāo)點的曲率。

本實施例中，可以根據(jù)所述第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值繪制點云圖，基于點云圖可以根據(jù)任意相鄰的三個第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值，計算中間的第二目標(biāo)點的曲率，從而得到每一第二目標(biāo)點的曲率。

應(yīng)當(dāng)說明的是，曲線一般由直線，圓弧和非均勻有理B樣條曲線(即NURBS)構(gòu)成，在這些曲線上可以選取任意相鄰的三個抽樣點，也可以隨機選取多個抽樣點，獲取曲面點在光柵尺確定下的笛卡爾直角坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，即測量的第二目標(biāo)點的笛卡爾坐標(biāo)值(x₂，y₂，z₂)，采用求解曲率的相關(guān)算法得到每點的實際曲率。

進(jìn)一步地，為了檢測產(chǎn)品的實際尺寸是否與設(shè)計尺寸相符，采用ICP點云匹配算法，計算CAD圖紙坐標(biāo)系和笛卡爾直角坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，通過將產(chǎn)品的實際尺寸轉(zhuǎn)換成CAD圖紙坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并與產(chǎn)品的設(shè)計尺寸的CAD圖紙坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值進(jìn)行對比，即可檢測出該產(chǎn)品的制造精度。

本實施例中，以一個完整的測量實例進(jìn)行說明，具體地，在進(jìn)行測量時，可以首先獲取所述位移傳感器放置在所述第一目標(biāo)點的法線方向測量的第三測量值d。

然后以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，控制所述位移傳感器在-25°ˉ+25°內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得10個測量點，并記錄所述10個測量點對應(yīng)的第二測量值d_n和旋轉(zhuǎn)角度θ_n。

接著根據(jù)所述位移傳感器在所述第一目標(biāo)點測量的第三測量值d、以及所述10個測量點對應(yīng)的第二測量值d_n和旋轉(zhuǎn)角度θ_n，按照以下預(yù)設(shè)的超定方程計算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離h；

繼續(xù)獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值(x₁，y₁，z₁)和第一測量值d_m，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值(x₁，y₁，z₁)、第一測量值d_m和絕對距離h，通過以下公式計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值(x₂，y₂，z₂)；

最后根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述第二目標(biāo)點的曲率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在進(jìn)行第二目標(biāo)點的測量時，上述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心距離與對應(yīng)的第二目標(biāo)點與笛卡爾直角坐標(biāo)系中的Z軸平行，從而使得被測量的第二目標(biāo)點與位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心的笛卡爾坐標(biāo)值僅存在Z軸的距離差，從而可以簡化測量的難度。

本發(fā)明實施例以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，測量獲得所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。由于可以精確計算得到曲面上任意一點的笛卡爾坐標(biāo)值，因此提高了曲率測量的精度。

進(jìn)一步地，參照圖2，基于本發(fā)明曲率測量方法第一實施例，在本發(fā)明曲率測量方法第二實施例中，所述步驟S10之前，所述方法還包括：

步驟S50，獲取所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在第二預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)所測量的第四測量值；

這里，所述第二預(yù)設(shè)角度可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置需要參照所述位移傳感器的測量角度特性，在本實施例中，所述第二預(yù)設(shè)角度以-20°ˉ+20°為例進(jìn)行詳細(xì)說明。

步驟S60，根據(jù)所述第四測量值中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

具體地，控制所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在-20°ˉ+20°旋轉(zhuǎn)，依次采集所述位移傳感器的第四測量值d_p；

根據(jù)所述傳感器的第四測量值d_p中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

本發(fā)明還提供一種曲率測量裝置，參照圖3，在第一實施例中，本發(fā)明提供的曲率測量裝置包括：設(shè)置模塊10、確定模塊20、第一計算模塊30和第二計算模塊40；其中，

設(shè)置模塊10，用于以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；

確定模塊20，用于以所述參考點位置為基準(zhǔn)，確定所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；

本發(fā)明提供的曲率測量裝置主要應(yīng)用在笛卡爾直角坐標(biāo)系測量系統(tǒng)中，用于根據(jù)曲面上的點在笛卡爾直角坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，計算曲面點的曲率，從而提高曲面的測量精度。

具體地，采用X、Y和Z軸三個方向的光柵尺和一個位移傳感器，建立笛卡爾直角坐標(biāo)系測量系統(tǒng)，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，從而可以根據(jù)所述光柵尺直接測量所述位移傳感器的笛卡爾坐標(biāo)值；在本實施例中，所述位移傳感器可以為白光同軸位移傳感器，所述白光同軸位移傳感器的原理是將白色光按顏色(即波長)改變集光位置并對物體進(jìn)行照射，僅將連結(jié)焦點的波長光作為發(fā)射光進(jìn)行受光，投光和受光配置在同一個軸上，再根據(jù)顏色信息來測量高度；另外，所述白光同軸位移傳感器的測量角度特性可達(dá)-25°ˉ+25°，在測量范圍內(nèi)的任意位置均能通過同一個測量點進(jìn)行準(zhǔn)確測量。

本實施例中，以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置是指，將位移傳感器設(shè)置在第一目標(biāo)點的法線方向上，且位移傳感器的光線可以垂直照射所述第一目標(biāo)點，此時可以設(shè)置位移傳感器輸出的值為零，以方便后續(xù)計算，也就是說上述參考點位置可以為參考零點位置。

本實施例中，如何確定位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離的方式可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，例如，可以采用以下方式：

以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得n個測量點，并記錄位移傳感器測量每一個測量點時，所述位移傳感器輸出的第二測量值和所述位移傳感器相對于所述參考點位置的旋轉(zhuǎn)角度；

根據(jù)所述位移傳感器測量所述第一目標(biāo)點時所述位移傳感器輸出的第三測量值、以及所述n個測量點對應(yīng)的第二測量值和旋轉(zhuǎn)角度，按照預(yù)設(shè)的超定方程，計算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離。

所述超定方程可以為其中，所述θ_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的旋轉(zhuǎn)角度，所述d_n為第n次旋轉(zhuǎn)對應(yīng)的第二測量值，d為所述第三測量值，h為所述絕對距離。

所述第一計算模塊30，用于將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；

這里，所述第一笛卡爾坐標(biāo)值為(x₁，y₁，z₁)，所述第二笛卡爾坐標(biāo)值為(x₂，y₂，z₂)，所述第一測量值為d_m；可以通過以下公式計算每一目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值：

應(yīng)理解，多個第二目標(biāo)點可以為等間距的點，也可以為非規(guī)則的點；為了保證曲率測量的精確度，在本實施例中，優(yōu)選地，選取多個等間距的第二目標(biāo)點作為測量點。

所述第二計算模塊40，用于根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。

本實施例中，可以根據(jù)所述第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值繪制點云圖，基于點云圖可以根據(jù)任意相鄰的三個第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值，計算中間的第二目標(biāo)點的曲率，從而得到每一第二目標(biāo)點的曲率。

應(yīng)當(dāng)說明的是，曲線一般由直線，圓弧和非均勻有理B樣條曲線(即NURBS)構(gòu)成，在這些曲線上可以選取任意相鄰的三個抽樣點，也可以隨機選取多個抽樣點，獲取曲面點在光柵尺確定下的笛卡爾直角坐標(biāo)系的笛卡爾坐標(biāo)值，即測量的第二目標(biāo)點的笛卡爾坐標(biāo)值(x₂，y₂，z₂)，采用求解曲率的相關(guān)算法得到每點的實際曲率。

進(jìn)一步地，為了檢測產(chǎn)品的實際尺寸是否與設(shè)計尺寸相符，采用ICP點云匹配算法，計算CAD圖紙坐標(biāo)系和笛卡爾直角坐標(biāo)系之間的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移矩陣，通過將產(chǎn)品的實際尺寸轉(zhuǎn)換成CAD圖紙坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值，并與產(chǎn)品的設(shè)計尺寸的CAD圖紙坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值進(jìn)行對比，即可檢測出該產(chǎn)品的制造精度。

本實施例中，以一個完整的測量實例進(jìn)行說明，具體地，在進(jìn)行測量時，可以首先獲取所述位移傳感器放置在所述第一目標(biāo)點的法線方向測量的第三測量值d。

然后以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，控制所述位移傳感器在-25°ˉ+25°內(nèi)旋轉(zhuǎn)，獲得10個測量點，并記錄所述10個測量點對應(yīng)的第二測量值d_n和旋轉(zhuǎn)角度θ_n。

接著根據(jù)所述位移傳感器在所述第一目標(biāo)點測量的第三測量值d、以及所述10個測量點對應(yīng)的第二測量值d_n和旋轉(zhuǎn)角度θ_n，按照以下預(yù)設(shè)的超定方程計

算所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離h；

繼續(xù)獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值(x₁，y₁，z₁)和第一測量值d_m，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值(x₁，y₁，z₁)、第一測量值d_m和絕對距離h，通過以下公式計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值(x₂，y₂，z₂)；

最后根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述第二目標(biāo)點的曲率。

應(yīng)當(dāng)理解的是，在進(jìn)行第二目標(biāo)點的測量時，上述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心距離與對應(yīng)的第二目標(biāo)點與笛卡爾直角坐標(biāo)系中的Z軸平行，從而使得被測量的第二目標(biāo)點與位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心的笛卡爾坐標(biāo)值僅存在Z軸的距離差，從而可以簡化測量的難度。

本發(fā)明實施例以第一目標(biāo)點的法線方向為基準(zhǔn)，設(shè)置位移傳感器旋轉(zhuǎn)自由度的參考點位置，所述位移傳感器位于由光柵尺建立的笛卡爾直角坐標(biāo)系中，所述第一目標(biāo)點為待測物表面的任意一點；以所述參考點位置為基準(zhǔn)，控制所述位移傳感器在第一預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)，測量獲得所述位移傳感器的旋轉(zhuǎn)中心到所述第一目標(biāo)點的絕對距離；將所述待測物表面離散為預(yù)設(shè)數(shù)量的第二目標(biāo)點，獲取所述位移傳感器測量每一第二目標(biāo)點時對應(yīng)的第一笛卡爾坐標(biāo)值和所述位移傳感器輸出的第一測量值，并根據(jù)所述第一笛卡爾坐標(biāo)值、第一測量值和絕對距離計算所述每一第二目標(biāo)點的第二笛卡爾坐標(biāo)值；根據(jù)所述第二笛卡爾坐標(biāo)值計算所述每一第二目標(biāo)點的曲率。由于可以精確計算得到曲面上任意一點的笛卡爾坐標(biāo)值，因此提高了曲率測量的精度。

進(jìn)一步地，參照圖4，基于本發(fā)明曲率測量裝置第一實施例，在本發(fā)明曲率測量裝置第二實施例中，所述裝置還包括：獲取模塊50和確定模塊60；其中，

所述獲取模塊50，用于獲取所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在第二預(yù)設(shè)角度內(nèi)旋轉(zhuǎn)所測量的第四測量值；

這里，所述第二預(yù)設(shè)角度可以根據(jù)實際需要進(jìn)行設(shè)置，具體設(shè)置需要參照所述位移傳感器的測量角度特性，在本實施例中，所述第二預(yù)設(shè)角度可以為-20°ˉ+20°。

所述確定模塊60，用于根據(jù)所述第四測量值中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

具體地，控制所述位移傳感器基于所述第一目標(biāo)點在-20°ˉ+20°旋轉(zhuǎn)，依次采集所述位移傳感器的第四測量值d_p；

根據(jù)所述傳感器的第四測量值d_p中的最小值對應(yīng)的角度，確定所述第一目標(biāo)點的法線方向。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)以權(quán)利要求的保護范圍為準(zhǔn)。