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《三角法激光測量系統(tǒng)的誤差分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第29卷第3期光電工程Vol.29,No.32002年6月Opto-ElectronicEngineeringJune,2002文章編號：1003-501X(2002)03-0058-04三角法激光測量系統(tǒng)的誤差分析及消除方法黃戰(zhàn)華,蔡懷宇,李賀橋,張以謨（光電信息技術(shù)科學(xué)教育部重點實驗室,天津300072;天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院，天津300072）摘要：從理論和應(yīng)用兩方面分析了三角法激光測量系統(tǒng)的誤差,得出：定點標(biāo)定和插值可以消除光學(xué)放大率隨測量點位置變化的影響；雙光路方案或標(biāo)準(zhǔn)點校準(zhǔn)方法可以消除光線路徑隨環(huán)境溫
2、度、濕度變化而引入的誤差；提高激光束質(zhì)量和采用峰值求光斑中心的方法，可以消除激光束強度分布、物體表面粗糙度、CCD傳感器、信號處理電路等引入的誤差。關(guān)鍵詞：激光測量系統(tǒng);三角法測量;數(shù)據(jù)處理;測量誤差中圖分類號：TH744.5文獻(xiàn)標(biāo)識碼：AAnalysisforErrorinTriangularLaserMeasurementSystemandanEliminationMethodHUANGZhan-hua,CAIHuai-yu,LIHe-qiao,ZHANGYi-mo(KeyLaboratoryofOptoelectron
3、icInformationTechnologyScience,EMC,Tianjin300072,China;CollegeofPrecisionInstrumentandOptoelectronicEngineering,TianjinUniversity,Tianjin300072,China)Abstract:Theerroroftriangularlasermeasuringsystemisanalyzedintheoryandapplications,thussomeconclusionshavebeenobtai
4、ned.Theseconclusionsare:1.Fixed-pointscalingandinterpolationcaneliminatetheinfluenceofopticalmagnificationratiovaryingwithpositionvariationofmeasuringpointsisobtained,2.Doublelightpathschemeorcalibrationatstandardpointscaneliminatetheerrorsintroducedbylight-raypath
5、varyingwithambienttemperatureandhumidity.3.Eliminatingtheerrorsintroducedbyintensitydistributionoflaserbeam,roughnessonobjectsurface,CCDsensorandsignalprocessingcircuit,etcthroughimprovinglaserbeamqualityandlookingforspotcenterwithpeak.Keywords:Lasermeasuringsystem
6、;Triangulation;Dataprocessing;Measuringerror引言典型的激光三角法測量應(yīng)用有兩大類。一類是物體位置的測量，物體光斑區(qū)域基本為平面。這時平行激光束一般垂直照射到被測靶面，激光器不動，物體在光束的方向上移動，一般采用線陣CCD，如圖1所示。另一類是物體表面形狀的測量，一般采用平行線光源照明，以面陣CCD作為成像傳感器。測量中，要么物體移動，要么光源及成像系統(tǒng)掃描移動，其移動方向如圖2所示。當(dāng)物體位置或形狀發(fā)生變化，該光斑及其像點的位置都會發(fā)生變化，通過計算處理，就可以反推出該點物體位置或
7、形狀的變化量。在圖1中，像點高度H￠為H'=bH=bDsinq0(1)式中H為物體位移量的垂直高，b為光學(xué)系統(tǒng)放大率，q0為測量角，一般取45°。在圖2中，每一個截面上獲得的是一條曲線，曲線中每點的彎曲量就是每點的像高。依次改變截面，就可測出物體二維表面的高度分布。上面的計算公式是在理想情況下得到的，在實際系統(tǒng)中，存在許多影響因素。首先是成像系統(tǒng)誤差，收稿日期：2001-08-22；收到修改稿日期：2002-02-06作者簡介：黃戰(zhàn)華（1965-），男（漢族），湖北孝感人，副教授，博士。主要從事計算機信息與工業(yè)控制、多媒體與
8、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和光電子技術(shù)方面的教學(xué)和研究。E-mail:zhanhua@tju.edu.cn2002年6月黃戰(zhàn)華等：三角法激光測量系統(tǒng)的誤差分析及消除方法59二是溫度、濕度等環(huán)境因素誤差，三是CCD傳感器、電路處理誤差，四是數(shù)據(jù)處理誤差，最后是被測表[1,2]面和方案引入的誤差。要使三角法激光
