基于线激光三角测距法的鱼体测距研究

针对水下单目非接触测量鱼体大小问题,通常需要测量水下鱼体距离获取其表面的三维信息,提出了一种基于线激光三角测距法的鱼体测距方案,并对水下激光测距技术展开研究。根据光路原理测距需要测量多个参数,过程复杂且误差大,计算速度慢。本研究测距方案首先通过张正友标定法实现了图像的畸变矫正还原了图像的真实性。使用OpenCv开源库识别鱼体表面的激光轮廓,自定算法提升了轮廓识别的准确率,对激光轮廓进行重心分析法并得出激光亮度重心坐标。通过分析激光图像点坐标与空间坐标的位移关系,拟合一元五阶多项式回归模型预测距离,简化了参数。结果显示:激光重心识别并不连续,但在鱼体身上都能准确识别。测距模型平均误差5.6 mm,测试的样本中80%预测结果的误差都在7.0 mm内,最大误差也在标定的2 cm内,能够满足鱼体测距的误差大小。研究表明,本方法可为进一步研究鱼体尺寸大小的表面三维信息获取提供参考。

利用激光三角测距原理进行烟支滤嘴图案深度检测的装置和方法

利用激光三角测距原理进行烟支滤嘴图案深度检测,可以解决目前卷烟生产企业无准确、有效进行滤嘴图案深度检测的痛点,提升卷烟生产的质量一致性。

基于CPLD的线阵CCD三角测距系统设计

针对传统CCD线阵传感器进行高精度三角测距时测距范围小,而精度高、测量范围大的激光三角测距设备存在光路复杂、价格高昂等问题,设计了一种远距离、亚毫米级精度、结构尺寸适中的三角测距系统。本系统以XC2C64A-5QFG48C作为主控芯片驱动CCD线阵传感器,利用STM32F103C8T6中的A/D转换模块、DMA通道完成对CCD输出信号的同步采集以及高速传输,同时通过模拟实际测量环境和器件构建数学模型,完成对该测距系统的搭建。最后通过实验进行系统验证,结果表明,系统工作稳定,可做到600 mm到800 mm处的亚毫米级精度距离测量,在保证测量精度的同时扩展了系统的量程,可作为一种距离测量设备。

基于三角测距的沉积粉尘厚度检测技术研究

为了对生产性粉尘作业场所的沉积粉尘厚度进行精确检测,提出了一种基于三角测距原理的沉积粉尘厚度检测方法。通过硬件电路抗干扰设计,提高对激光位移传感器微弱信号的处理能力;提出了一种数据处理算法,通过分析预测模型和激光位移传感器检测值之间的可信度,减小粉尘沉积过程产生的误差。在粉尘沉积验证系统中,采用深度游标卡尺进行对比实验,结果表明,沉积粉尘厚度传感器的检测分辨率达到0.01 mm,最大的检测误差为0.05 mm,能够为粉尘爆炸预警提供有力的数据支撑。

提高CCD在激光三角测距中分辨率的方法

激光三角测距系统的精度主要取决于光斑象在探测器上的定位，用CCD摄象机作为探测器时，光斑象的定位精度又取决于CCD摄象机的分辩率．通常用光斑的采样灰度质心作为象点的准确位置可将CCD的分辨率提高到亚象元级，但这种方法存在其固有的局限：边缘灰度跳变与高频干扰噪音影响．本文提出先用高次多项式拟合光斑灰度分布再用灰度质心来确定象点位置，很好地解决了上述的问题．最后用实验验证了该方法的精度（0.017）比灰度质心法的精度（0．15）提高了8倍．

激光三角测距中光斑细分定位方法研究

介绍了激光三角测距传感器的基本工作原理和激光光斑成像噪声处理的主要方法,将平方加权质心法应用于激光在CCD中成像的细分定位,并与传统质心法、多项式插值法和高斯曲线拟合法进行了较为系统的比较;通过实验表明,平方加权质心法是一种较为理想的细分定位方法,不仅简单、易于实现,而且具有更高的定位精度以及抗噪声的能力。

激光三角测距传感器建模及参数优化研究

为了给出三角测距传感器设计过程中各参数优化的依据,通过数学建模,并采用计算机辅助分析方法和Matlab工具,对激光三角测距传感器的工作距、激光束与接收系统夹角、焦距等关键参数对测量精度的影响规律进行了定量分析。分析表明,在进行参数设计时,所成像范围越大,测量精度越高;在成像范围恒定的情况下,工作距和工作角越大,系统灵敏度越高。依据分析所得的规律,设计参数搭建的实验系统获得的数据验证了灵敏度变化的规律。

激光三角测距的一种实验标定方法

提出了激光三角测距的一种实验标定方法。从实验中得到几组位移与深度的对应关系数据，对其取平均后用最小二乘法拟合出一条曲线，以此作为准标定线求出误差变化，对误差拟合后叠加到准标定线上就得到实际的标定曲线。

基于激光三角测距的深基坑水平位移测量

针对传统深基坑支护结构水平位移测量时基准点的选取问题,提出一种基于相位式激光三角测量原理的深基坑水平位移测量方法,无需传统测量方法中的基准点选取即可实现精确测量。介绍了测量方法基本原理并建立相关数学模型,进行了计算机仿真,验证数学模型的正确性,通过理论分析和仿真表明:该测量方法确实有效。

激光三角测距系统中光强度的自适应控制方法

在激光三角测距系统中,激光光源是整个系统的关键部件,其功率大小、方向稳定与否,对精度具有直接的影响。本文提出了一种新的光强度自适应控制方法,该方法能够感测物体表面并将激光强度调整到最佳状态。它可以对激光功率、增益(CCD放大系数)以及CCD积分时间这3种要素进行智能控制,大大地提高了光强度调整范围。此外,它通过高性能FPGA进行实时控制,大大提高了控制的速度。因此,即使物体表面状态变化无常也能进行精确的检测。

具有亚像素级定位精度的激光三角测距新算法

在以CCD作为探测器的激光三角测距系统中,测距精度主要取决于激光光斑在CCD上成像的定位准确性。本文提出一种光斑定位的新算法,采用光斑附近一定区域内的所有节点分别进行插值,并分别赋于不同的权值,然后进行加权平均,最终得到光斑的准确位置。该算法充分利用了光斑附近的众多信息,避免了单个节点对定位精度的影响,显著提高了定位精度和稳定性。实验证明,可以达到1/10像素定位精度。

三角测距系统中PSD转换电路的仿真分析

光电位置传感器(PSD)在三角测距系统中的应用越来越广泛。本文主要对一维PSD传感器的结构和工作原理进行了简单的介绍,同时针对一维PSD传感器的等效电路和转换电路,在Multisim虚拟工具下进行了仿真分析。

激光三角测距法在测量路面时的计算和分析

采用 2种方法对激光束投射到路面上时产生的光斑及其在 CCD光敏面上产生图像进行了实际分析 ,并得了出当路面的高差发生变化时 ,在光面上的光斑质心与高差之间的关系 。

基于三角测距原理的3维激光雷达的设计

该文针对传统的工业激光雷达成本较高,操作复杂等不足,提出了成本较低的基于三角测距原理的3维激光雷达的设计。通过实际扫描实验显示3维激光雷达在10 m内都能正确识别物体形状,误差水平在5 mm左右。因此,完全可以在大多数场合下替代传统的工业激光雷达使用。

一种利用功率自适应的激光三角测距精度提高技术研究

外界环境光强、被测物表面粗糙度和颜色等都会对激光三角测距仪的CCD光斑图像产生影响,导致图像抖动,精度下降。同时当激光三角测距仪应用在测量范围较宽的场景时,由于激光功率损耗较大,导致远点和近点光斑状态不一致,最终对光斑中心进行计算时不能达到理想精度。为了提高其精度,提出了一种基于遗传算法优化PI参数的激光功率自适应的方法,该方法使用CCD接收到光斑的强弱作为反馈信号,控制注入激光器的电流,使得CCD接收到的激光信号强度在测量范围内任意位置均一致,同时保持恒定,不受外界干扰,从而解算出高精度的光斑中心。分析了激光三角测距仪对不同粗糙度、不同颜色的靶标在不同工作距离的光斑图像,设计了激光器功率自适应控制电路,设计了基于遗传算法优化PI参数的控制方案,对使用了功率自适应激光三角位移传感器的测量精度进行了对比。试验表明,相较于传统激光三角测距仪,使用了功率自适应方案的系统在全尺寸测量范围、不同粗糙度、不同颜色靶标情况下的测量精度达到0.050 mm,相对精度小于0.01%,对提升激光三角测距仪精度研究提供了一种可行性方案。

激光同步扫描三角测距系统仿真软件开发

针对传统三角测距法测量范围有限的局限性,提出了激光同步扫描三角测距成像的方法。通过研究激光同步扫描三角测距成像系统的成像模型,在结构、具体参数以及三角测距原理的基础上,进行设计与分析并开发软件工具。软件开发以Open Inventor为底层库、Visual Studio 2008平台为核心,实现系统图形显示及采集数据三维点阵显示。软件开发最终实现既能够满足界面友好的人机交互,又可以有效完成系统及曲线的图形显示。

基于单片机和线阵CMOS的激光三角测距传感器设计与实现

介绍一种基于STM32单片机和线阵CMOS传感器的激光三角测距传感器的系统实现。包括原理电路部分以及算法程序部分的设计与实现。

测量条件对激光三角测距器测量精度的影响

激光三角测距器作为一种非接触、高精度的检测仪器,其工作环境、安装方式、测量条件等因素对测量精度的影响限制了其在石油管螺纹测量领域的应用。针对这一问题,本文结合实际螺纹测量情况,通过大量实验探究滤波方式、测距器移动速度、方向、反射镜面积等因素对测量数据廓型的影响,分析产生误差的机理,并确定出合理的测量方案,为螺纹在机测量系统的设计提供了理论和实验依据。

非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响

在激光三角测距方法中,测量系统结构需满足Scheimpflug条件,使得激光光斑与探测器探测成像之间满足物像关系,保证距离测量精度。然而,光学镜头与探测器非共轴的设计结构较为复杂,成本更高,使用不方便。在实际应用中采用成像镜头与相机同轴化直接集成的方式,构建非Scheimpflug条件下的激光三角测距系统,虽然提升了稳定性、方便性,降低了成本,但是不可避免地降低了激光三角测距精度。基于以上背景,开展了非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响研究,建立非Scheimpflug条件下距离测量解析模型,分析激光光斑成像后理论中心位置与质心位置之间的定位误差,并依据距离测量模型解算非Scheimpflug条件下距离测量误差,定量评估非Scheimpflug条件下不同激光三角测距模型的测量精度,给出非Scheimpflug条件下保持测距精度所适用的系统参数和距离范围,为非Scheimpflug条件下激光三角测距法应用提供理论和数值基础。

基于激光三角测距的锯材表面缺陷检测方法

为实现自动在线检测锯材表面钝棱和裂纹等缺陷,提出了一种全新的基于激光三角测距和计算机图像处理相结合的木材表面缺陷检测方法。激光发射器发射扇形光源至传送台上的试件表面,从另一角度由相机对试件表面的激光光斑进行成像。通过图像处理,能自动识别裂纹及钝棱缺陷轮廓线,并得到外材面材宽和裂纹宽度尺寸信息。以7块含钝棱的毛边锯材和7块含裂纹的锯材进行试验,结果表明:在入射激光线与物镜光轴的夹角为60°的情况下,锯材外材面宽度和裂纹宽度检测值与实际值的误差均值都不超过±1 mm,证实了研究提出的锯材表面缺陷检测模型及构建的检测装置的高精度和可靠性。该技术能为木材加工中的自动优选下锯提供基础数据,可用于锯材优选自动化加工生产线。