A Calibration Method for a Laser Triangulation Scanner Mounted on a Robot Arm for Surface Mapping

doi:10.3390/s19081783

.2019年4月14日；19(8):1783.

doi:10.3390/s19081783。

安装在机器人手臂上的激光三角扫描仪的标定方法

杰拉尔多·安东尼奥·伊德罗博·皮佐¹, 何塞·莫里西奥·S·T·莫塔², 雷纳托珊瑚桑帕约³

附属公司

¹巴西巴西利亚大学电子工程系Gama-FGA学院，邮编：72.444-240。gerardo.idrobo@gmail.com。
²巴西利亚大学机械与机电工程系技术学院-FT，巴西利亚-DF 70910-900，巴西。jmmotta@unb-br。
³巴西巴西利亚大学Gama-FGA学院，软件工程系，巴西利亚-DF 72.444-240，巴西。renatocoral@gmail.com。

PMID： 31013968
预防性维修识别码： PMC6515248型
内政部： 10.3390/s19081783

安装在机器人手臂上的激光三角扫描仪的标定方法

杰拉尔多·安东尼奥·伊德罗博·皮佐等。传感器（巴塞尔）. 2019.

.2019年4月14日；19（8）：1783年。

doi:10.3390/s19081783。

作者

杰拉尔多·安东尼奥·伊德罗博·皮佐¹, 何塞·莫里西奥·S·T·莫塔², 雷纳托珊瑚桑帕约³

附属公司

¹巴西巴西利亚大学电子工程系Gama-FGA学院，邮编：72.444-240。gerardo.idrobo@gmail.com。
²巴西利亚大学机械与机电工程系技术学院-FT，巴西利亚-DF 70910-900，巴西。jmmotta@unb-br。
³巴西巴西利亚大学Gama-FGA学院，软件工程系，巴西利亚-DF 72.444-240，巴西。renatocoral@gmail.com。

PMID： 31013968
预防性维修识别码： PMC6515248型
内政部： 10.3390/s19081783

摘要

本文提出并讨论了一种校准专门构建的激光三角测量传感器的方法，该传感器用于扫描和绘制水轮机叶片表面，并将三维坐标分配给专用机器人，以通过分层焊接修复因气蚀点蚀和/或循环加载产生的裂纹对叶片造成的损坏。由于摄像机和激光二极管中存在较大的非线性，因此很难高精度测量大距离。为了提高基于激光三角测量的测距传感器的精度和准确性，提出了一种校准模型，该模型包括相机、镜头、激光位置以及与机器人底座相关的机械臂上的传感器位置的参数，以在应用的距离范围内找到最佳精度。开发的传感器由一个CMOS摄像头和两个激光二极管组成，激光二极管将光线投射到叶片表面，需要进行图像处理以找到3D坐标。距离从250到650 mm不等，在距离范围内获得的精度低于1 mm。校准过程需要之前的相机校准和专用校准板来计算激光二极管和相机之间的正确距离。通过将机器人移动到选定的位置来找到固定在机械臂上的传感器位置。实验过程表明，该校准方案是成功的。

关键词：三维扫描仪校准；激光扫描；机器人标定；机器人视觉；机器人焊接；地表测绘；汽轮机叶片修复；视觉三角测量。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图3
光平面和第一条和第二条激光线上一个点的图像形成，显示从激光投影到物体表面的三角剖分。

**图12**
机器人处于零位置，具有关节坐标系、链接变量、点P和传感器位置矢量。

**图14**
校准板由相纸制成，通过蚀刻玻璃印刷光线，用于校准相机的固有参数，9×9个点之间的距离为26.5±0.1 mm。

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