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龙图腾网获悉中国石油大学(华东)申请的专利一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119984034B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510053662.3，技术领域涉及：G01B11/00；该发明授权一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法是由于连栋;王向阳;贾华坤;马钰;高荣科;陆洋;孟蔚泱设计研发完成，并于2025-01-14向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法在说明书摘要公布了：本发明提供了一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法，涉及工具坐标系标定技术领域，具体包括如下步骤：建立三维坐标系，沿每个坐标轴上均匀等间距分布三个锥窝。利用激光跟踪仪作为测量设备对九个锥窝的空间位置坐标进行标定。对三维光学扫描仪末端探杆进行TCP位置标定。对三维光学扫描仪末端探杆进行TCP姿态标定。本发明的技术方案克服现有技术中缺乏三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法的问题。

本发明授权一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法在权利要求书中公布了：1.一种新型非接触三维光学扫描仪末端探杆位姿标定方法，其特征在于，具体包括如下步骤： S1，建立三维坐标系，沿每个坐标轴上均匀等间距分布三个锥窝； S2，利用激光跟踪仪作为测量设备对九个锥窝的空间位置坐标进行标定； S3，对三维光学扫描仪末端探杆进行TCP位置标定； S4，对三维光学扫描仪末端探杆进行TCP姿态标定； 步骤S1具体为： 在水平面包板上设置垂直立柱，垂直立柱向上延伸的方向为三维坐标系的Z轴；三维坐标系的X轴和Y轴位于水平面包板上；水平面包板位于水平面上； 步骤S2具体为： 假设激光跟踪仪到某一个锥窝的距离为li，其中i为锥窝点，i＝1,2,…9；设激光跟踪仪自身位置坐标为x0,y0,z0，锥窝点坐标为xs,ys,zi，则有： 步骤S3具体为： S3.1，三维光学扫描仪末端探杆坐标系T相对于机器人末端坐标系E的变换关系为三维光学扫描仪末端探杆坐标系T相对于基坐标系B的变换关系为三者的转换关系为： 其中，由旋转矩阵和位置矢量BpE0组成： 为机器人末端坐标系E到基坐标系B的转换矩阵； S3.2，对式2展开得到式4： 其中，为机器人末端坐标系的位置标定点i’的旋转矩阵，i’＝1,2,…4；BpEi’为机器人末端坐标系的位置标定点的位置矢量；为三维光学扫描仪末端探杆的旋转矩阵；EpT为三维光学扫描仪末端探杆的位置矢量；为三维光学扫描仪末端探杆坐标系末端的旋转矩阵；BpT为三维光学扫描仪末端探杆坐标系末端的位置矢量；将式4进行变形得到三维光学扫描仪末端探杆中心点的通式5： 结合式5，将第二位置标定点P2与第一位置标定点P1作差后得到： 根据公式6，获得所有位置标定点关系： S3.3，采用高斯消元法得到三维光学扫描仪末端探杆的TCP位置EpTx,EpTy,EpTz，如式8所示： 步骤S4具体为： S4.1，三维光学扫描仪末端探杆坐标系T的X轴轴向向量X如式9所示： 其中，Bp5Ex,Bp5Ey,Bp5Ez表示第二姿态标定点P5相对于基坐标的位置； S4.2，三维光学扫描仪末端探杆坐标系T的Z轴轴向向量Z如式10所示： 其中，Bp5E为第二姿态标定点P5相对于基坐标的位置；Bp4E为第一姿态标定点P4相对于基坐标的位置；Bp6E为第三姿态标定点P6相对于基坐标的位置； S4.3，三维光学扫描仪末端探杆坐标系T的Y轴轴向向量Y由右手定则可得： Y＝Z×X11； 步骤S4还包括如下步骤： S4.4，计算Z＝X×Y；以保证坐标系矢量的正交性； S4.5，对三个坐标轴的轴向向量进行单位化操作，得到三维光学扫描仪末端探杆坐标系T相对于基坐标系B的姿态左乘求得三维光学扫描仪末端探杆坐标系的姿态矩阵

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