基于光散射的三角法测量技术的研究

发布时间：2017-03-29 06:08

  本文关键词：基于光散射的三角法测量技术的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 光学测量系统对于工业和科研的重要性日益显著。目前,激光传感器可以很好地适应工业环境,它可以测量物体表面的位移、速率和表面结构。激光传感器在测量物体距离和表面形貌的应用中,其显著的优点有:系统结构简单、体积小、非接触、重量轻、高分辨力、受环境电磁场影响小、工作距离大、测量准确度高、并可在线进行测量和它可以弥补接触式测量等许多缺陷。 本文研究了激光三角法测量原理,通过对Scheinpflug条件的验证了激光三角法测量装置的实用性。并从系统的输入输出关系这个角度,论证了系统的非线性。通过对线阵CCD的参数进行分析,确定了系统的关键参数。并重点分析了物面倾斜对测量结果产生的影响,提出了解决方案。选用均值滤波器,并做出特性曲线。由于特性曲线的残差具有一定的规律性,做出残差曲线来作为补偿应用于实际测量中。 在本文的最后,对激光三角法测量系统进行了详细的不确定度分析,论证了本文所采用的方法的可行性。
【关键词】：激光三角法 非接触测量 均值滤波器
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：TH741.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题研究的目的和意义8
• 1.2 国内外研究现状8-9
• 1.3 激光三角位移传感器的应用与发展趋势9-11
• 1.3.1 激光三角法概述9-10
• 1.3.2 激光三角位移传感器在各领域的应用10
• 1.3.3 激光三角位移传感器的发展趋势10-11
• 1.4 课题主要研究内容11-12
• 第2章 测量原理及系统参数分析12-25
• 2.1 测量装置的原理12-15
• 2.1.1 激光三角法原理12-13
• 2.1.2 Scheimpflug条件的论证13-15
• 2.1.3 三角法测量的输入输出关系15
• 2.2 CCD与系统参数之间关系的分析15-22
• 2.2.1 系统分辨力、物镜放大倍数与CCD光敏尺寸之间的关系15-17
• 2.2.2 线阵CCD像元光电响应不均匀性及非线性17-18
• 2.2.3 采样频率18
• 2.2.4 系统动态范围18-20
• 2.2.5 参数设计20-22
• 2.3 系统应用中应满足条件的理论分析22-23
• 2.4 本章小结23-25
• 第3章 物面倾斜对测量精度影响的研究25-37
• 3.1 物面倾斜对测量精度影响因素的分析25-33
• 3.1.1 线阵CCD上会聚光斑的光能质心位置25-27
• 3.1.2 接收透镜接收的散射光锥中光能质心光线的角位置27-30
• 3.1.3 CCD上会聚光斑的光能质心位置的计算30-32
• 3.1.4 物面倾斜产生的测量误差32-33
• 3.2 消除倾斜误差的方法及其可行性分析33-36
• 3.2.1 采用恒聚焦光路33-34
• 3.2.2 双三角接收法34-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 系统标定与实验测试37-49
• 4.1 实验系统构成37-38
• 4.2 系统软件设计38-45
• 4.2.1 滤波方法的选择38-40
• 4.2.2 光点位置的计算方法40-41
• 4.2.3 特性曲线的求取方法41-45
• 4.2.4 重复性测试45
• 4.3 系统不确定度分析45-48
• 4.3.1 光源的影响45-46
• 4.3.2 三坐标标定不确定度46
• 4.3.3 系统合成扩展不确定度46-47
• 4.3.4 测量结果47-48
• 4.4 本章小结48-49
• 结论49-50
• 参考文献50-53
• 哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明53-54
• 致谢54

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 徐安成;朱锡芳;房汝建;陈功;张华;刘晓军;;基于激光位移传感器的覆铜板测量中抑制振动噪声的研究[J];电子质量;2013年06期

2 聂晨晨;张海波;陶卫;赵辉;;基于FPGA与DSP的一体化激光三角位移传感器系统[J];计算机测量与控制;2012年06期

3 吴雪芬;陈功;朱锡芳;;基于小波和RLS的锂电池激光在线测厚[J];通信技术;2012年07期

4 王蕾;王会峰;王金娜;;提高激光位移传感器精度的技术研究[J];仪表技术与传感器;2013年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前7条

1 方艳霞;基于激光三角法和光度立体的三维表面重构[D];中国海洋大学;2010年

2 苏丽媛;无精确训练样本的表面纹理光照方向判断及应用[D];中国海洋大学;2011年

3 孙德荣;基于激光三角法的高温超导磁悬浮车悬浮高度测量仪的研制[D];西南交通大学;2007年

4 郭全喜;基于DSP技术的激光三角法测量装置的研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

5 翟晶晶;基于电子快门自动增益的CCD驱动电路研究[D];华中科技大学;2009年

6 徐俊峰;激光三角法测距系统[D];长春理工大学;2012年

7 亓琳;基于线阵CCD的小型光电位移检测系统的研究[D];长春理工大学;2012年

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本文编号：273818