激光三角法在大尺寸測量中的應(yīng)用[S]講解

1、激光三角法在大尺寸測量中的應(yīng)用 S英文題名 The Application of Laser Triangulation in the LargeScale Measurement 專業(yè) 檢測技術(shù)與自動化裝置 關(guān)鍵詞 大尺寸測量 ; 激 光三角法測量 ; CCD; 表面特性 ; 準(zhǔn)直濾光系統(tǒng) ; 英文關(guān)鍵詞 Large scale measure; Laser triangulation; CCD; Measured Object surface;Collimation filter system; 中文摘要 傳統(tǒng)的三角測量法實(shí)際應(yīng)用中 , 輸入與 輸出之間的非線性關(guān)系會帶來原理性誤差 , 系

2、 統(tǒng)分辨率與測量范圍相互制約。 目前的激光三角測量中大部分采用 CCD乍為接收器件，但CCD勺測量范圍有限, 必須對其進(jìn)行相應(yīng)的改進(jìn)才能實(shí)現(xiàn)大尺寸物體的高精度測量。本文在三角法測 量基本原理的基礎(chǔ)上，采用三個CCD分段測量的思想，設(shè)計了一種新型的大尺寸 測量系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn) 了三角測量法在大尺寸測量中的應(yīng)用。并解決了測量系統(tǒng)中的 一些主要因素對其測量精度的影 響。 論文首先詳細(xì)闡述了系統(tǒng)分段測量基本 原理,設(shè)計了測量系統(tǒng) ,計算出系統(tǒng)的測量精度 ,并 通過仿真圖給出了測量精度 與測量范圍相互制約的關(guān)系。通過控制主從透鏡的位置關(guān)系和CCD的擺放位置來實(shí)現(xiàn)不同范圍內(nèi)光信號的接收。為了擴(kuò)大測量范圍采用了C

3、CER寸擴(kuò)展和虛擬透 鏡的方法。 其次介紹了測量系統(tǒng) ,包括五個主要組成部分激光器、準(zhǔn)直 濾光系統(tǒng)、探測器、 數(shù)據(jù)采集卡和光強(qiáng)控制系統(tǒng)。通過增加會聚透鏡和準(zhǔn)直系 統(tǒng)使CCD成像更加準(zhǔn)確清晰。對CCDM量信號進(jìn)行了采集、濾波,給出了光點(diǎn) 位置的計算方法 ,同時也給出了系統(tǒng)的軟件程序框圖。 最后,對影響系統(tǒng)精度的 因素光源穩(wěn)定性、物鏡形式、被測物表面特性和結(jié)構(gòu)因素一一 . 英文摘要The traditional application in the triangulation field,the nonlinear relation between the output and input wil

4、l bring a theorem error.The system distinguinition and the scale of the measurement are restrict to each other ,espicially The CCD technology degree can hardly realise the high precision measurement. The passage is based on the triangulation theorem using three section CCD combination in one plane.

5、By the design of a new large scale measuring system,realisingthe large scale and high presision.Slovi.摘要 5-6 Abstract 6 第 1章 緒論 9-161.1 課題的背景和意義 91.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 9-14 原理 16-25 式 16-1819-24 理 20-244334 聚焦 28-31 濾光裝置 器的選擇36尺寸擴(kuò)展41-423.133-3434-3637-393.61.3 本文的主要研究內(nèi)容2.1 測量的基本原理 16-192.1.2 斜射式 18-192.2

6、.1 整體結(jié)構(gòu) 19-202.3 本章小結(jié) 24-25 第 3 章 測量系統(tǒng)設(shè)計 激光器 253.2 準(zhǔn)直濾光系統(tǒng) 253.2.1 高斯光束特性 26-283.2.3 光束準(zhǔn)直 31-333.3 探測器 CCD 34-393.3.2 CCD 基本結(jié)構(gòu)3.3.3 CCD 驅(qū)動電路 36-373.4 數(shù)據(jù)采集卡 39-4114-16 第 2 章 大尺寸測量2.1.1 直射 測量系統(tǒng)構(gòu)成2.2.2 測量原25-2.23.5信號提取方法選擇本章小結(jié) 42-43 第 4 章 測量信號處理 43-56 43-524.2 光點(diǎn)位置計算 52-533.2.2 光束3.2.43.3.1 探測3.3.4 CCD光

7、強(qiáng)控制系統(tǒng)4.14.3 閾值5.4 影響精度的結(jié)構(gòu)因素 結(jié)論 68-70 參考文獻(xiàn) 70-733.4 數(shù)據(jù)采集卡 39-41選取 53-55 4.4 實(shí)現(xiàn)程序框圖 55 4.5 本章小結(jié) 55-56 第 5 章 測量系統(tǒng)的精度分析 56-68 5.1 光源穩(wěn)定性 56-57 鏡形式 57-58 5.3 被測表面特性問題研究 585.3.2665.3.1 散斑影響 58-5959-63 5.3.3 被測物表面顏色 63-64 被測物表面傾斜度 64-66 本章小結(jié) 67-68 寸擴(kuò)展 37-3942 3.6 號提取方法選擇 取 53-555.2 物散射特性5.3.45.566-673.3.4 C

8、CD 尺 光強(qiáng)控制系統(tǒng) 41- 本章小結(jié) 42-43 第 4 章 測量信號處理 43-56 43-52 4.2 光點(diǎn)位置計算 52-534.4 實(shí)現(xiàn)程序框圖 55 4.5 本章小結(jié)5.1 光源穩(wěn)定性 56-573.5測量系統(tǒng)的精度分析 56-68 形式 57-58 散斑影響 58-5963 測物表面傾斜度 本章小結(jié) 67-68 寸擴(kuò)展 37-3942 3.6 號提取方法選擇 取 53-555.3 被測表面特性問題研究 58-665.3.2 散射特性 59-4.1 信4.3 閾值選 55-56 第 5 章5.2 物鏡5.3.15.3.4 被5.53.3.4 CCD 尺3.5 光強(qiáng)控制系統(tǒng) 41-5.3.3 被測物表面顏色 63-6464-66結(jié)論 68-70 參考文獻(xiàn) 70-733.4 數(shù)據(jù)采集卡 39-41本章小結(jié) 42-43 第 4 章 測量信號處理 43-565.4 影響精度的結(jié)構(gòu)因素 66-6743-52 4.2 光點(diǎn)位置計算 52-534.4 實(shí)現(xiàn)程序框圖 55 4.5 本章小結(jié)5.1 光源穩(wěn)定性 56-575.3 被測表面特性問題研究 58-665.3.2 散射特性 59-測量系統(tǒng)的精度分析 56-68 形式 57-58 散