基于合作靶标的激光扫描车身坐标测量关键技术研究

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1、天津大学硕士学位论文基于合作靶标的激光扫描车身坐标测量关键技术研究姓名：杨涛申请学位级别：硕士专业：测试计量技术与仪器指导教师：段发阶20090501中文摘要随着光电技术、电机技术的发展和计算机软硬件的提高，基于激光扫描的三维坐标激光检测技术开始显示出它独特的优势，成为一种提高生产效率和保证产品质量的重要检测方法，应用日趋广泛。基于合作靶标的激光扫描车身坐标测量传感器，是运用四光束激光扫描测量原理，综合运用激光、光电、精密测量等技术进行非接触二维或者三维坐标测量的检测系统。它具有非接触测量、不易损伤表面、结构简单、测量

2、距离大、测量点小、抗干扰性强、速度快、实时性好、精度高、能同时进行多点测量等特点；主要应用于汽车维修业，通过测量保证维修后的事故车车身状况达到原车出厂时的技术要求。整个车身测量系统包括被测点在传感器中的坐标测量和传感器坐标系至车身坐标系的坐标变换两部分。本文主要对测量传感器进行研究，主要目的在于测得车身被测关键点在传感器中的三维坐标，研究内容包括：l、对系统的测量原理及公式进行推导，简化优化了系统的数学模型。通过系统平台新的机械装置的设计制作，对整个平台进行了整合和优化。2、对系统光路进行深入分析，对PIN接收器件进行

3、研究，设计了全新的PIN激光接收及信号预处理电路模块。相对于原有的电路模块，新设计的模块采用了新的原理和抗干扰布线，拓展了传感器测量范围，提升了系统性能。3、设计了了基于AVR+CPLD+FIFO的数据采集电路的软硬件系统，解决了当四路信号同时有信号脉冲到来时竞争一套FIFO缓存器造成数据错误的问题；给出了完整的数据采集和处理软件。4、设计制作了基于条形码原理的靶标识别体系。完成了靶标机械实体制作和包括靶标数据提取、靶标编码识别和靶标信息提取在内的AVR程序的编写。所设计的靶标编码容量大、识别简单、定位方便，基本满足系

4、统需要。5、利用透视变换标定法对传感器进行标定，成功避免了复杂非线性方程的求解问题。标定试验表明，标定装置结构简单可靠、精度较高，可以满足测量需要。关键词：车身测量合作靶标激光扫描三角法AVR单片机标定ABSTRACTWiththedevelopmentoftheopto—electronictechnology,motortechnologyandcomputerscience，the3Dcoordinatemeasuringtechniquebasingonlaserscanningtechnologyshowsi

5、tsuniqueadvantage．Anditisplayingamoreandmoreimportantroleinproductivityincreasing，SOitgetswidelyapplianceinproduction．TheAutoBodycoordinateLaserScanningSensorBasingOnCollaborationTargetisa2Dor3Dcoordinatemeasuringsystemusingakindofmeasuringprinciplewhichnamedfou

6、r-beamlaserscanning．Inthissystem，manydifferenttechnologiesareinvolvedin，such嬲lasertechnology,opto·electronictechnology,precisionmeasurementandSOon．Itisnon-contactmeasurement，St)thesurfacedamageisverylittle．Andapartofthis，italsohasmanyotheradvantageslikesimplestr

7、ucture，longmeasuringdistance，highefficiency,multi-pointmeasurementandSOon．Itismainlyusedinvehiclemaintenancetradeindustry,inordertomakeSUrethatvehiclesdamagedinaccidentcanberepairedandgettechnicalperformancemarchingwiththeperformancewhenitwasproduced．Thesystemin

8、cludestwosections，they’rethemeasurementof3Dcoordinateinsensorcoordinatesystemandthecoordinatetransportationbetweenthesensorcoordinatesystemandthevehiclecoordinatesyst