基于光斑重心的交锁髓内钉远端定位方法研究

提出基于光斑重心的交锁髓内钉远端定位方法,即用光纤传像束传输照明光、接收并传送交锁髓内钉远端像的光斑到CCD靶面,由计算机接收并计算出光斑重心的方法来测量和定位交锁髓内钉远端锁孔。介绍了交锁髓内钉远端定位检测系统的组成,阐述了基于重心的光斑中心定位算法。该方法用VC++对光斑中心位置进行了精确测量,为了避免二值变换引起的毛刺,先用改进的阈值变换,然后用一种直观的画圆方法把光斑框起来求重心,通过计算交锁髓内钉变形前后其远端锁孔像的重心位置,求出交锁髓内钉远端锁孔的实际位置。实验结果表明:该系统定位精度可以达到0.1 mm,满足系统指标要求,且具有较高的稳定性。

激光三角测量中物面反射光斑重心偏移的修正

在进行激光(单)三角测量时,投影光束轴线的偏摆或投影光束在物面反射率不均匀处反射光斑重心的偏移会造成物面轮廓高度的测量误差。提出了采用双三角光路修正投影光束轴线偏摆和投影反射光斑重心偏移的方法,推导了修正公式;通过对物面反射率突变处轮廓高度的测量实验,验证了修正方法及公式的正确性;对灰度条模板表面轮廓进行双三角测量,轮廓高度均方根偏差小于0.07 mm。

PSD精密测量中的二维表检索算法

根据PSD非线性失真特点，设计出二维表的两种快速检索算法。

激光光斑质量对基于PSD的激光三角法长时间连续测量精度的影响

为了提高半导体激光器-位置敏感器件(LD-PSD)激光三角法测距、测厚系统的测量精度,对半导体激光器的光斑质量进行了研究。用不同功率的半导体激光器做静态测距实验,结果表明,在长时间连续测量中,激光光斑重心的漂移增大了系统的测量误差。光斑重心漂移主要是由光斑的高频噪声和光斑整体偏移造成的。针对这两方面因素设计了基于针孔滤波和棱镜分束的能够提高激光光斑质量的光学系统,并用CODEV软件进行了优化与仿真。将所设计的光学系统加入到测距仪中重新进行静态测距实验,结果表明,改善后的系统精确度由25μm提高到8μm,使得基于位置敏感器件的激光三角法测距、测厚系统在长时间连续工作时也能保持较高的测量精度。