1.一种基于绝对位置旋转型编码器的角位移视觉测量方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:
步骤S1.构建基于预先设计的绝对位置旋转型编码器的角位移视觉测量世界坐标系,并采用图像采集装置获取高度值已知的第一光点数据;
其中,所述预先设计的绝对位置旋转型编码器具体为边沿高度连续变化且与角度成正比关系的旋转型编码器;
所述世界坐标系具体为:世界坐标系的原点O点与旋转型编码器底盘中心点共点,世界坐标系的XY面与旋转型编码器底盘所在面共面,Z轴与光线平行;
所述图像采集装置包括激光笔,所述采用图像采集装置获取高度值已知的第一光点数据,具体为采用激光笔平行于旋转型编码器中心轴照射且使激光点始终落在边沿上,以形成第一光点数据,其中所述第一光点数据的高度值已知;
步骤S2.已知Z坐标的第一光点通过最小二乘法拟合得到像点坐标(u,v),以此对第二光点数据进行标定解算出其在世界坐标系XY平面中的坐标,具体包括:步骤S201.通过获取到高度值Z已知的第一光点数据根据相机线性成像模型来标定参数R、T,如下式:
T
式中,ρ为比例因子,[x,y,z,1]为标定板上标定点在世界坐标系下的齐次坐标;[m,n,T
1]为标定点像点的齐次坐标;所述图像采集装置还包括一内部参数已知的相机,其中,K为相机的内部参数, αu、αv分别为图像u、v轴上的尺度因子;u0、v0为图片的几何中心;
其中,[r1 r2 r3]为R的列向量,满足如下关系:式中,“|| ||2”表示向量的模,“·”表示向量内积;
步骤S202.通过构造线性方程组根据标定结果和相机线性成像模型对第二光点进行标定并解算出在世界坐标系XY平面下的横纵坐标xl,yl值,如下式所示:令:
得到线性方程组:
根据上式标定出第二光点的横纵坐标xl,yl的值;
步骤S3.通过最小二乘法拟合出第二光点像点坐标(u2,v2),结合标定结果计算出第二光点在世界坐标系高度方向数据,具体包括:基于所述横纵坐标xl,yl的值,根据如下公式获取高度值:令: 则得到:
因此求得光点的zp值,其中,光点的zp值即为旋转型编码器旋转后第二光点所在边沿的高度值H,其中,旋转型编码器旋转一圈为360°;
步骤S4.根据高度与角度的比例关系换算成旋转型编码器的绝对角位移完成测量。