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1、第25卷第4期增刊仪器仪表学报2004年8月X激光三角法综述王晓嘉高隽王磊(合肥工业大学计算机与信息学院图像信息处理研究室合肥230009)(中科院合肥分院智能机械研究所合肥230031)摘要激光三角法属于主动视觉测量方法,是非接触光学测量的重要形式。文章从硬件架构和信号处理两个方面对该方法进行系统性的解释。文章还分析了光学三角法的优点、存在的问题以及相应的当前国内外的研究现状,并对激光三角法的发展趋势作出了预测。关键词激光三角法非接触测量光电检测SurveyontheLaserTriangulationWangXi
2、aojiaGaoJunWangLei(Lab.ofImageInformationProcessing,SchoolofComputerandInformation,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)(InstituteofIntelligentMachines,ChineseAcademyofSciences,Hefei230031,China)AbstractAsystematicintroductionforlasertriangulationispro
3、posedfromitshardwareconstructionandpro2cessflow.Furthermoretheadvantage,existingproblemsoflasertriangulationandrecentinternalandaboardre2searchtotheproblemsareanalyzedandaprospectofthelasertriangulationisproposed.KeywordsLasertriangulationNon2contactmeasurement
4、Photoelectricitymeasurement章介绍激光三角法的基本原理;第三章从激光三角传1引言感器的硬件架构和工作流程两个角度,对其做了系统性的介绍;第四章分析了激光三角传感器的优点、存在随着工业测量领域的不断扩展以及对测量精度和的问题及相应的研究进展,并对激光三角法的发展趋测量速度的不断提高,传统的接触式测量已经无法满势做出了预测;第五章为总结。足工业界的需求。而非接触测量由于其良好的精确性和实时性,已经成为测量领域的热点。同时由于电子学2激光三角法的基本原理和光学技术的飞速发展,光电检测已经成为非接触
5、测量的一种主要方法。激光三角法(LaserTriangulation)在激光三角法中,由光源发出的一束激光照射在是光电检测技术的一种,由于该方法具有结构简单、测待测物体平面上,通过反射最后在检测器上成像。当物试速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点在工体表面的位置发生改变时,其所成的像在检测器上也业中的长度、距离以及三维形貌等检测中有着广泛的发生相应的位移。通过像移和实际位移之间的关系式,[1]应用。真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。激作为当前研究和需求的热点,国内现在缺少专门光三角法的框图如图1所示。
6、对于激光三角法的综述性文章,因此对于激光三角法其中:A是投影光轴与成像物镜光轴的夹角;B是的综述性文章是必要的。文章以下章节安排如下:第二光电探测器受光面与成像物镜光轴的夹角,而s和s′X本文系国家自然科学基金(60175011,60375011)、安徽省优秀青年科技基金(03042044)资助项目。602仪器仪表学报第25卷分别是物距和像距,d是传感器上的成像点的偏移,而系统的放大倍率决定了系统的分辨率,而放大倍D为实际的物体表面的偏移。系统的相关参数为:偏置率不但取决于系统参数,还是像移d的函数。距离(Stand
7、2offDistance)D为从传感器到被测表面参考点的距离;测量范围(MeasurementRange)为最大3激光三角传感器的硬件架构和信号处理能检测到的物体表面的偏移,即ûDû的最大值;测量精度,传感器的最小测量单位;分辨率(Resolution)一般311硬件结构指测量的纵向分辨率(VerticalResolution),为测量精激光三角传感器从光路设计上主要可以分为以下度和测量范围之比;横向分辨率(HorizontalResolu2两种:(1)直射式:投射激光束垂直于待测物体表面,检tion)为待测物体表面
8、上所取测量点的最小间距。测器主要接收散射(Scatter)和漫反射光(DiffuseRe2flection)适用于表面粗糙度较高的被测面,特点是分辨率低,体积小,测量范围大,信噪比低;(2)斜射式,投射光束和待测物体表面的法线成一个夹角,检测器主要接收镜面反射光(SpecularReflection),适用于表面粗糙度近于镜面的被测面,特点是分
