激光三角测距中的光斑形状修正

分析了激光三角测距中成像光斑形状不对称的产生原因,采用光学系统建模的方法对光斑形状进行了有效的修正。应用Zemax软件对系统光学部分进行模拟仿真,得到漫反射光斑的最小像差成像点。在建立的三维空间坐标系中利用成像点坐标数据建立一个虚拟光学成像系统模型,应用光线追迹的方法得到实际光学成像系统与虚拟光学成像模型中像元光强的转换关系从而得到相应的修正系数。然后,用修正系数对光斑采样数据进行修正后通过质心法求出光斑中心。实验表明,应用该方法可将外界环境变化带来的光斑中心定位重复性误差减小至原来的50%,测距系统整体的非线性误差达到±0.125%。该方法在基本不改变测距系统测量速度的前提下,有效的减小了外界环境变化带来的误差,提高了系统的稳定性和抗干扰能力。