基于三角法的激光測距技術(shù).pdf

1、激光測距技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛，尤其是在現(xiàn)代工業(yè)中的在線檢測和快速制造業(yè)中發(fā)揮著無法比擬的優(yōu)勢。在多種激光測距技術(shù)中，三角法激光測距技術(shù)因其結(jié)構(gòu)簡單、使用靈活、測量速度快，且采用非接觸式測量，而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。但目前國內(nèi)自行研制的測量儀器在精度和測量速度方面都還達不到實際生產(chǎn)的需要。因此本課題針對提高激光三角法的測量精度和速度展開研究，主要研究內(nèi)容有以下幾個方面：
　　 首先，分析了影響測量精度的因素，從儀器硬件方面選擇

2、了光束質(zhì)量較好、且工作穩(wěn)定的氦氖激光器作為光源，使用了高分辨率的工業(yè)相機進行圖像采集。從原理方面利用數(shù)學(xué)建模方法，分析了影響測量精度的系統(tǒng)參數(shù)，得到了提高測量分辨率的系統(tǒng)參數(shù)值，并進行實驗驗證。
　　 然后，重點解決光斑中心計算問題，這直接影響光斑移動距離的計算結(jié)果，因此是決定測距精度的關(guān)鍵之處。利用圖像預(yù)處理方法對圖像進行濾波、閾值分割，能有效去除噪聲對圖像的影響。再通過改進的灰度質(zhì)心算法對圖像進行細(xì)分，將光斑中心的計算精度提

3、高到亞像素級別。通過軟件模擬了實際光斑圖像，實驗證實光斑中心計算結(jié)果精度很高。
　　 最后，利用標(biāo)定曲線進行測距實驗，該方法能夠避免人工測量系統(tǒng)參數(shù)帶來的誤差，同時可以實現(xiàn)儀器的自校準(zhǔn)。實現(xiàn)物體的距離測量后，借助滑動平臺實現(xiàn)了對物體表面的一維掃描，擬合出物體表面輪廓。
　　 本論文設(shè)計并實現(xiàn)了基于點光源的三角激光測距，提高了測量精度，采用了快速算法，提高了測量速度，對研究在線檢測和生產(chǎn)制造中使用的小型測量儀器具有重要意義