激光三角法用于曲面测量中的影响参数分析
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》范文
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在工业制造、医学诊断、安全监控等领域的应用越来越广泛。
激光三角法作为一种重要的三维测量技术，具有高精度、高效率、非接触式等优点，在物体轮廓测量领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍激光三角法物体轮廓的三维测量系统，包括其原理、构成、工作流程、优缺点及未来发展趋势。
二、激光三角法原理激光三角法是一种利用激光束投射到物体表面，通过测量激光束的偏转角度和距离变化来获取物体轮廓信息的方法。
其基本原理是：将一束激光投射到物体表面，根据物体表面的形状和位置变化，反射光会发生偏转，通过测量偏转角度和距离变化，可以推算出物体表面的轮廓信息。
三、系统构成激光三角法物体轮廓的三维测量系统主要由激光器、光学镜头、图像传感器、计算机等部分组成。
其中，激光器用于产生激光束；光学镜头用于将激光束投射到物体表面并收集反射光；图像传感器用于捕捉反射光的光斑图像；计算机则负责处理图像数据，提取出物体表面的轮廓信息。
四、工作流程1. 激光器发出激光束，经过光学镜头投射到物体表面。
2. 反射光经过光学镜头收集后，形成光斑图像，被图像传感器捕捉。
3. 计算机对光斑图像进行处理，提取出光斑的形状和位置信息。
4. 根据激光三角法的原理，计算机推算出物体表面的轮廓信息。
5. 将测量结果以三维模型的形式呈现出来。
五、系统优缺点优点：1. 高精度：激光三角法具有较高的测量精度，能够满足大部分工业应用的需求。
2. 高效率：系统可以快速地获取物体表面的轮廓信息，提高工作效率。
3. 非接触式：系统采用非接触式测量，不会对物体造成损伤。
4. 灵活性强：可以适用于各种形状和尺寸的物体测量。
缺点：1. 对环境要求较高：如光线、温度等会影响测量结果。
2. 对操作人员技能要求较高：需要专业人员进行操作和维护。
3. 无法测量透明或反光性强的物体。
六、未来发展趋势随着科技的不断发展，激光三角法物体轮廓的三维测量系统将朝着更高的精度、更快的速度、更广泛的应用领域发展。
激光三角测量技术的应用与前景
激光三角测量技术的应用与前景南卓江; 陶卫; 赵辉【期刊名称】《《自动化仪表》》【年(卷),期】2019(040)012【总页数】5页(P1-5)【关键词】激光三角测量; 非接触精密测量; 高速度; 复杂物面; 复杂环境【作者】南卓江; 陶卫; 赵辉【作者单位】上海交通大学电子信息与电气工程学院上海 200240【正文语种】中文【中图分类】TH740 引言进入21世纪以来，随着人工智能技术的不断发展，基础科学研究的突破、材料加工水平的提高以及计算机信息技术的应用改变了人们的生活。
近年来，人工智能技术的飞跃，促使工业、农业、生物、物流、军事以及社会服务等诸多领域不断走向自动化与智能化。
精准的信息感知是自动化与智能化的前提和基础，其对精密测量技术提出了更高的要求。
其中，接触式测量由于操作复杂、易产生形变误差、耐久性差等原因，无法满足一些测量场景的需求，逐渐被非接触式测量方法替代。
激光具有单向性好、亮度高、能量集中且稳定的特性，被广泛应用于精密测量领域。
基于激光的非接触测量方法有干涉法[1-2]、脉冲法[3-4]、相位法[5-6]和三角法。
干涉法利用反射条纹的明暗变化测量距离，精度高(可达nm量级)，但仅适用于微距离测量。
脉冲法对测时技术及电子元器件要求较高，且测量误差较大(精度m 级)，仅适用于大场景测量。
相位法利用激光往返相位差计算测量距离，适用于中距离测量(精度mm级)。
相较而言，三角法具有测量速度快、精度高(μm级)、稳定性好、成本低的特点，目前可以实现中、短距离的测量，应用场景更为广泛。
本文重点围绕激光三角测量方法在不同场景的应用进行了调研。
首先，介绍激光三角测量法的原理及关键技术难点；接着，详述激光三角测量法在高精度、高速度、复杂物面及环境下的测量应用；最后，结合激光三角测量技术应用现状及科技发展趋势，简要剖析激光三角测量法的应用前景。
基于对激光三角测量技术的应用与前景调研总结，为研究人员或工程人员在实际应用中选择合理的方法提供参考。
激光三角测量法 原理 优点和不足
激光三角测量法原理优点和不足
激光三角测量法是一种利用激光束进行测量的方法，其原理是
利用三角学原理和激光束的传播特性来测量目标物体的距离和形状。
该方法通过测量激光束从发射到接收的时间来计算目标物体与测量
仪器的距离，进而实现对目标物体的测量。
激光三角测量法的优点包括测量精度高、测量速度快、非接触
式测量、适用于远距离测量等。
由于激光束具有很好的指向性和单
色性，因此可以实现对目标物体的精确测量。
同时，激光测量仪器
可以实现对移动目标的实时测量，适用于工业生产线上的自动化测量。
此外，激光三角测量法还可以应用于复杂环境下的测量，例如
测量高温、高压或危险环境中的目标物体。
然而，激光三角测量法也存在一些不足之处。
首先，激光测量
仪器的成本较高，对于一般用户而言可能难以承受。
其次，激光测
量对环境的要求较高，如大气湍流、雾霾等都会影响激光束的传播
和测量精度。
此外，激光测量还存在对目标物体表面特性的要求，
如对于粗糙、不规则表面的目标物体，激光测量的精度可能会受到
影响。
综上所述，激光三角测量法通过利用激光束进行测量，具有测量精度高、测量速度快等优点，但也存在成本较高、对环境和目标物体表面特性要求较高等不足之处。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑其优缺点，选择合适的测量方法。
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》范文
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、医疗影像、逆向工程和质量控制等。
其中，激光三角法因其非接触式测量、高精度及高效率等特点，成为三维测量技术中重要的分支之一。
本文将介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统，包括其工作原理、技术特点及系统构成。
二、激光三角法原理激光三角法是一种利用激光投射至物体表面，并通过接收到的光线与参考光线之间的夹角来测量物体表面的方法。
当激光照射在物体表面时，反射光会经过光学系统后投射至光电传感器上。
通过测量激光束的入射角和反射光线的角度变化，可以推算出物体表面的轮廓信息。
三、系统构成基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统主要由以下几部分组成：1. 激光投影器：用于产生激光光束并投射至物体表面。
投影器内部结构精密，可以产生高质量的激光束。
2. 镜头：将投射到物体表面的激光光束聚焦至光电传感器上。
镜头的质量直接影响到测量精度和分辨率。
3. 光电传感器：接收反射光并转换为电信号。
传感器应具有高灵敏度和低噪声的特点。
4. 数据处理单元：对光电传感器输出的电信号进行处理，提取出物体表面的轮廓信息，并进行三维重建。
5. 计算机控制系统：负责整个系统的控制和管理，包括数据采集、处理、显示及存储等。
四、技术特点基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统具有以下优点：1. 非接触式测量：不会对被测物体造成损伤或变形，适用于各种材质和形状的物体。
2. 高精度：通过精密的光学系统和光电传感器，可以实现高精度的测量。
3. 高效率：可以快速获取物体表面的三维信息，适用于大规模和连续测量的场合。
4. 适用性强：可以用于逆向工程、质量控制、医学诊断等领域。
五、结论基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统在多个领域得到了广泛应用，成为了一种有效的三维测量方法。
该系统通过精确的激光投影、高质量的镜头和光电传感器以及强大的数据处理能力，实现了高精度、高效率的三维测量。
三角法激光测量系统的误差分析及消除方法
中图 分 类 号 ：Ｔ ４ ． Ｈ７４５
文 献标 识 码 ：Ａ
Ａ ｎａ ｙｓｓｆ ｒＥｒ ｏｒｉ ｉ ｎｇ ａ ｓ ｒＭ ｅ ｕｒ ｍ ｅ ｌ ｉ ｏ ｒ ｎ Ｔｒａ ｕｌ ｒＬａ ｅ ａｓ ｅ ｎｔ
Ｓｙ ｔ ｍ ｎ ｎ Ｅｌ ｉ ａ ｉ ｎ Ｍ ｅ ｈ ｄ ｓｅ ａ ｄ ａ ｉ ｎ ｔｏ ｔ ｏ ｍ
ｐ ｏ ｅ ｓｎ ｉ ｕ ｔ ｅ ｃ ｔ ｒ ｕ ｈ ｉ ｒ ｖ ｎ ｓ ｒｂ ａ ｑ ａ ｉ ｎ ｏ ｉ ｇ ｆ ｒｓ ｏ ｅ ｔｒｗｉ ｅ ｋ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｃ ｒ ｉ ｔ ｈ ｏ ｇ ｃ ， ｍｐ ｏ ｉ ｇ ｌ ｅ ｅ ｍ ｕ ｌ ｙ ａ ｄ ｌ ｋ ｎ ｏ ｐ ｔ ｎ ｅ ｔ ｐ ａ ． ａ ｔ ｏ ｃ ｈ
ｐ ｎ ｓｉ ｂｔｉ ｄ，２． ｏｉ ｔ ｓ ｏ ａｎｅ Ｄｏｕ ｅ ｌｇｈ ｔ ｃ ｅ ａ ｉ ｒ ｔｏ ｔｓａ ｄａ ｄ ｐｏｉ ｓｃ ｎ ｅｌｍｉ ｔ ｈｅ ｅ ｏ ｓ ｂｌ ｉ ｔｐａｈ ｓ ｈ ｍｅ ｏｒｃ ｌｂ ａ ｉ ｎ ａ ｔ ｎ ｒ ｎｔ ａ ｉ ｎａｅ ｔ ｒ ｒ
三 角 法 激 光 测 量 系统 的误 差 分 析 及 消 除 方 法
黄 战华， 蔡 怀 宇，李 贺桥 ， 张 以谟
（ 电信息技术科学教育部重点实验室，天津 ３０ ７ ： 光 ０ ０ ２
天津 大学 精 密 仪 器 与 光 电子 程 学 院 ，天 津 ３０ ７ ） ［ ０ ０ ２
摘要 ：从 理 论 和 应 用 两方 面 分 析 了三 角法 激 光 测 量 系统 的误 差 ， 出：定 点 标 定 和 插 值 可 以 消除 得
ＨＵＡＮＧ ａ ｈ ａ ＣＡＩＨｕ ｉ ｕ， － ｉｏ ＺＨＡＮ Ｇ ・ ｏ Ｚｈ ｎ－ ｕ ， ａ・ ｙ ＬＩＨｅ ｑ ａ ， Ｙｉｍ
激光三角法测距的误差因素分析
第34卷第2期2018年2月科技通报BULLETIN OF SCIENCE AND TECHNOLOGYVol．34No．2Feb．2018激光三角法测距的误差因素分析赵娜1，赵娟2*，朱亚晓1，贾婷婷1（1．青岛理工大学机械工程学院，山东青岛266000；2．青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心，山东青岛2660421）摘要：在激光三角法测距中，被测物体表面特征、整个测量装置以及环境对测量精度都会产生一定的影响。
文章从物面倾斜角度、被测物体表面曲率、被测物体表面颜色、被测物体表面粗糙度与光泽、CCD 分辨率、光学系统相差、测量环境等方面对测量误差的产生进行了理论分析，重点从物面倾斜方面分析误差产生的原因，推算出光能质心光线的角位置、会聚光斑在CCD 上的光能质心位置、测量误差大小的计算公式，在此基础上针对各种因素给出误差补偿方法。
关键词：激光三角法；测量精度；误差补偿；倾斜角度；表面颜色中图分类号：TH12文献标识码：A文章编号：1001－7119（2018）02－0183－05DOI ：10.13774/j．cnki．kjtb．2018.02.042Analysis of Error Factors on Laser Triangulation MeasurementZhao Na 1，Zhao Juan 2*，Zhu Yaxiao 1，Jia Tingting 1（1．School of Mechanical Engineering ，Qingdao Technological University ，Qingdao 266000，China ；2．Engineering Ｒesearch Center of High Performance Polymer and Molding Technology ，Qingdao University of Science ＆Technology ，Qingdao 266000，China ）Abstract ：In the laser triangulation measurement ，surface characteristics of the object being measured ，measurement devices and the environment will have a certain impact on the measurement accuracy．This paper theoretically analyzes reason of the measurement error from the inclined angle ，surface curvature of measured object ，the surface color of measured object ，the roughness and gloss of measured surface ，CCD resolution ，optical system aberrations ，measurement environment ，and it focuses on the object plane inclination ，calculate the calculation formula on the angular position of the light center ，the position of the light center in the CCD and measurement error ，on this basis ，the error compensation method is given for various factors．Keywords ：laser triangulation method ；measurement accuracy ；error compensation ；inclined angle ；surface color收稿日期：2017－03－02作者简介：赵娜（1990－），女，山东日照人，硕士研究生，研究方向：机械设计与自动化。
激光三角法在物体三维轮廓测量中的应用
ｒｅｌａｌＳｖｅｌｙａｃ０３ａ＇ａｔｅ㈣ｅｎｓｉｏｎｆｉｇｕｒｅｍｅａｓｌｎｍｎｅｎｔ ｎｍａｇｉｎｇ ｌｅａｓｔｓｑｕａｒｅ ｆｉｔｔｉｎｇｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｄｉｓｔｉｌｌ ｔｈｅ ｃｅｒｔｔｄ＂ｐｏｉｎｔｓ ｏｆｔｈｅ ｌＢｓｅｒ ｌｉｎｅ ｉｓ ｐｍ ｆｏｒｗａｒｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．
１．１．２目前主要的测量方法介绍
从上面的分析当中我们可以看出用于物体三维轮廓测量的方法很多，而且也各有各的优 点，Ｆ面我主要介绍一Ｆ目前比较流行的，研究的比较多的全息干涉法、双目体视法以及激 光三角法。
Ｉ．Ｉ．２．１全息干涉法 全息的概念最甲．是由英国的Ｄ．Ｇａｂｏｒ于１９４８年提山的，但真止形成应Ｈｊ还是在２０世
ｎｌｅｌｔＳＲｌｒｅｄ．Ｔｈｅ ｉ／ｌｌａｇｅ￥ａｌｅ ｉｎｅｅｐｔｅｄｂｙｉｍａｇｅ ｓｅｎｓｏｒ． Ｆｉｒｓｔ，ｔｈｅ ｐｏｓｔｕｌａｔｅ ｏｆｔｈｅ ｌａｓｅｒ ｔｒｉａｎｇｕｌａｔｉｏｎ ｉｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ．Ｔｈｅｎ ｔｈｅ ｃｏｎｆ｛ｇｕｒａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ
研究生签名：滋基 期： 娑磊！盘：！
东南大学学位论文使用授权声明
衮褒大学、ｌ孝鬻辩警技零售惑磷突鼹、溺密强书键有权僚整本久掰送交学位论文熬 复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内 容和纸腰沦文的内容相一致。除在保磷期内的保密论文外。允许论文被查阅和借阅，可 以公布（毽舞礴登）论文瀚全部或部分肉容。论文的公布（包捂手ｑ髓）授权东南大学轿 究生院办理。
本文所研究的漫反射接收形式的激光三角法，是一种主动式１Ｆ接触测量方法，其基本原理是 采ＩＩ｛＝｜线光源作为激光光源利用图像传感器接收激光光源投射剑微测物体表面上所，ｍ生的幽像，再 通过图像分析和计算得出被测物体的三维轮廓信息。
基于PSD的激光三角测距法原理、系统和精度分析
基于PSD的激光三角测距法原理、系统和精度分析激光三角测距法原理、系统和精度分析1.三角测距方式三角测距是一种测量距离的方法，通过测量三角形的三个角度或三个边长来确定目标物体与测量仪之间的距离。
激光三角测距法就是利用激光束发射器向目标物体发射激光束，然后通过接收器接收反射回来的激光束，最后利用三角形计算目标物体与测量仪之间的距离。
2.激光三角法原理分析激光三角测距法是利用激光束在空间中直线传播的特性，通过测量激光束的发射方向和反射方向之间的角度差，来计算目标物体与测量仪之间的距离。
在实际应用中，通常采用相位测量法来测量激光束的相位差，进而计算出角度差，从而得到目标物体与测量仪之间的距离。
3.激光三角法距离计算激光三角测距法的距离计算涉及到角度测量和相位测量两个方面。
角度测量是通过测量激光束的发射方向和反射方向之间的角度差来实现的，而相位测量则是通过测量激光束的相位差来计算角度差。
最终，通过三角形计算公式，可以得到目标物体与测量仪之间的距离。
4.激光三角法精度分析激光三角测距法的精度受到多种因素的影响，包括系统探测能力、像点弥散斑等。
系统探测能力是指系统对光信号的接收能力，它受到PSD接收光功率、光能质心等因素的影响。
像点弥散斑是指激光束在目标物体表面反射时产生的光斑扩散现象，它会对系统的探测能力产生影响。
5.系统探测能力的影响因素5.1 PSD接收光功率对系统探测能力的影响PSD接收光功率是影响系统探测能力的重要因素之一，它受到激光束功率、反射率等因素的影响。
当PSD接收光功率较小时，系统的探测能力会受到限制，从而影响测量精度。
因此，在实际应用中，需要采用一定的技术手段来提高PSD接收光功率，以提高系统的探测能力。
5.2 光能质心对探测能力的影响光能质心是指激光束在PSD上的位置，它受到激光束发射方向、反射面形状等因素的影响。
当光能质心偏离PSD中心时，会导致系统的探测能力下降，从而影响测量精度。
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》范文
《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、工业检测、医学影像等。
激光三角法作为一种非接触式的三维测量技术，以其高精度、高效率、非破坏性等优点，在物体轮廓测量中占据了重要地位。
本文将详细介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统。
二、系统概述本系统采用激光三角法原理，通过激光器发射激光束至物体表面，利用光学系统和图像传感器捕捉反射光信息，进而实现对物体轮廓的三维测量。
系统主要由激光器、光学系统、图像传感器、数据处理与显示模块等部分组成。
三、系统工作原理激光三角法的基本原理是通过激光束照射到物体表面产生的反射光与基准光路之间的夹角变化，来计算物体表面的高度信息。
本系统的工作原理如下：1. 激光器发射激光束至物体表面，形成反射光。
2. 光学系统将反射光聚焦至图像传感器上，形成光斑。
3. 图像传感器捕捉光斑的位置信息，并将数据传输至数据处理与显示模块。
4. 数据处理与显示模块根据光斑位置信息，结合激光器与图像传感器的相对位置关系，计算出物体表面的高度信息。
5. 通过扫描不同位置的光斑，可以获得物体表面的三维轮廓信息。
四、系统组成及功能1. 激光器：发射激光束至物体表面，为测量提供光源。
2. 光学系统：包括透镜、反射镜等光学元件，用于将反射光聚焦至图像传感器上。
3. 图像传感器：捕捉光斑的位置信息，将数据传输至数据处理与显示模块。
通常采用高分辨率的相机或CCD传感器。
4. 数据处理与显示模块：对图像传感器传输的数据进行处理，计算出物体表面的高度信息，并显示三维轮廓图像。
五、系统特点及优势1. 高精度：激光三角法具有较高的测量精度，可达到微米级别。
2. 高效率：系统扫描速度快，可在短时间内完成大面积的三维测量。
3. 非接触式测量：不会对物体造成损伤，适用于各类材料的测量。
4. 灵活性强：可针对不同形状、尺寸的物体进行测量，应用范围广泛。
使用激光雷达进行地形曲率测量的方法
使用激光雷达进行地形曲率测量的方法激光雷达是一种常用的测量设备，它通过发射激光束并接收其反射信号来获取目标物体的信息。
在地形测量领域，激光雷达可以用来测量地形曲率，从而帮助我们更好地了解地球表面的形态变化。
本文将介绍使用激光雷达进行地形曲率测量的方法。
首先，我们需要了解激光雷达的工作原理。
激光雷达通过发射一束激光光束，并测量其从发射点到目标物体然后反射回来所经历的时间来计算物体与仪器之间的距离。
利用这些测量数据，我们可以生成一个称为点云的数据集，其中包含了地面上各个点的三维坐标信息。
在进行地形曲率测量时，我们可以利用点云数据来分析地表的形态特征。
一种常用的方法是使用Delaunay三角网格方法将点云数据拟合成连续的地形表面。
Delaunay三角网格方法是一种将点云数据集拟合到光滑曲面的数学模型，在该模型中每个点都与其相邻点连接，形成一组无重叠的三角形。
通过建立三角网格模型，我们可以计算每个三角形的法线向量，该向量指示了该三角形的法线方向和曲率大小。
地表的曲率可以通过计算每个三角形的平均曲率来获得，该值代表了地表在该区域上表现出的曲率大小。
与此同时，我们还可以计算曲率的方向，该方向表示了地表在该区域上的凸凹变化方向。
在分析曲率数据时，我们通常会将地表分为不同的区域，并对每个区域进行曲率计算和分析。
这些区域可以根据不同地形特征的变化来划分，例如平原、山脉、河流等。
通过对不同区域进行曲率测量，我们可以得到地表不同部分的曲率分布情况，并进一步了解地表的变化特征。
除了分析地表的整体曲率分布情况，我们还可以利用曲率数据来进行点云数据的分类和分割。
通过对每个点的曲率进行阈值判定，我们可以将点云数据分为高曲率区域和低曲率区域。
高曲率区域通常表示地形的边缘或明显的凸凹变化，而低曲率区域则表示地形的平坦部分。
这种基于曲率的点云分类和分割方法可以帮助我们更好地识别地表的特征，并从复杂的地形数据中提取出有用的信息。
例如，在地形分析和地质勘探中，我们可以利用高曲率区域来识别地表的悬崖、断层等地质特征，而低曲率区域则可以用来定位平原、山脉等地貌单位。