基于激光测距的新型激光扫描投影系统研究

发布时间：2023-10-22 10:05

　　机械制造装配正在朝着数字化、智能化的方向发展,激光扫描投影系统可以在待安装位置1:1投影待装配零部件的外形轮廓线,防止安装大量零部件时出现的安装错误,需重复安装,增大工作效率,提高装配精度。本文研究的基于激光测距的新型激光扫描投影系统实现了运用3个合作目标快速地完成系统的高精度标定,解决了原激光扫描投影系统标定需要至少4个合作目标且经常解算不收敛而需要多次重复解算的问题。本文完成的工作如下:(1)研究了激光扫描投影技术和激光测距技术,融合两种技术设计并搭建了基于激光测距的新型激光扫描投影系统。建立了激光扫描投影系统的投影模型,建立了原激光扫描投影系统和基于激光测距的激光扫描投影系统的标定模型,运用粒子群优化算法仿真分析了两个标定模型,结果显示:不考虑激光束水平偏转角(H)、激光束竖直偏转角(V)、测量距离(D)的误差的情况下,原系统的标定精度为10-6mm,新型系统的标定精度为10-7mm。(2)针对新型激光扫描投影系统新加入的测距模块的测距误差运用粒子群优化算法进行了仿真分析,结果显示:在不考虑H、V误差的前提下,测距误差ΔD为±1mm、±0.1mm、±0.01mm时,标定精度分别约...

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 激光扫描投影技术
        1.2.2 激光测距技术
    1.3 本文主要研究内容及章节安排
第2章 基于激光测距的新型激光扫描投影系统的总体设计
    2.1 基于激光测距的新型激光扫描投影系统的组成
        2.1.1 双轴扫描振镜模块
        2.1.2 激光测距模块
        2.1.3 扩束准直模块
        2.1.4 动态聚焦模块
    2.2 基于激光测距的新型激光扫描投影系统的原理
    2.3 激光扫描投影系统投影模型
    2.4 本章小结
第3章 基于激光测距的新型激光扫描投影系统标定模型建立及仿真分析
    3.1 激光扫描投影系统标定模型
        3.1.1 坐标系转换模型
        3.1.2 未加激光测距的标定模型
        3.1.3 加入激光测距的标定模型
    3.2 仿真分析
        3.2.1 粒子群算法
        3.2.2 未加激光测距的激光扫描投影系统标定精度分析
        3.2.3 加入激光测距的激光扫描投影系统标定精度分析
        3.2.4 粒子群导数标定算法及其优化结果
    3.3 本章小结
第4章 激光扫描投影系统合作目标圆心的求解方法
    4.1 基于圆度误差评定求取圆心
        4.1.1 最小区域法
        4.1.2 最小外接圆法和最大内切圆
        4.1.3 单纯形搜索法
    4.2 最小二乘法求取圆心
    4.3 拟合直径法
    4.4 中间点法
    4.5 仿真分析
    4.6 本章小结
第5章 基于激光测距的新型激光扫描投影系统的搭建
    5.1 器件的选型
        5.1.1 激光器
        5.1.2 扩束准直透镜组
        5.1.3 动态聚焦模块
        5.1.4 双轴扫描振镜
        5.1.5 激光测距模块
        5.1.6 光强信号探测模块及驱动控制模块
    5.2 系统的搭建
        5.2.1 硬件的搭建
        5.2.2 软件的搭建
    5.3 本章小结
第6章 基于激光测距的新型激光扫描投影系统的标定投影实验
    6.1 合作目标圆心求解实验
    6.2 新型激光扫描投影系统的标定实验
    6.3 新型激光扫描投影系统的投影实验
    6.4 本章小结
第7章 总结与展望
参考文献
攻读学位期间取得的成果
致谢



本文编号：3856302