激光三角法求取机器人末端工具姿态的方法研究

在机器人应用中,当机器人夹持工具时会产生姿态误差,该误差会影响工具的精确定位.为了消除机器人夹持工具时产生的姿态误差问题,我们假设工具上有圆柱体部分,当激光条照射在该圆柱体上时,从激光条下方观察,圆柱表面的激光条为椭圆的一部分,不同姿态的圆柱会使其上的椭圆弧发生变化,利用拟合方法可以求出该弧所在的椭圆方程,最终根据该椭圆求得圆柱的姿态.实验结果表明,利用该方法求得的工具姿态误差平均为0.2°和0.1°,表明该方法具有较高的精度.     

激光三角测头的改进设计

激光三角测头的改进设计＊杨志文（长春光学精密机械学院长春１３００２２）０引言激光三角测头作为位移传感器已广泛用于三维轮廓的非接触检测中。为提高检测精度，Ｌｕｘｏｎ和Ｐｏｒｋｅｒ提出探测器受光面倾斜放置的方案〔１〕。之后，Ｚ．Ｊ１等人提出扩大其检测范围...     

一种传感器非线性反函数校正方法

一、引言在非电量电测技术中广泛使用着各类传感器,它们用来将非电物理量转化为电量。但大多数传感器的输出特性是非线性的,这是由于其转换原理为非线性所造成的,如电容传感器、电感传感器、热电偶等。对于传感器的非线性问题,在传统的模拟指示仪表中常采用三种方法:①缩小测量范围、取近似值;②采用非线性指示刻度;③加入非线性校正环节。在数字技术及微计算机广泛应用的今天,测量范围不断扩大,对测量准确度的要求不断提高,因而对非线性校正的问题就更加受到广泛的重视。针对传感器的非线性特性,人们已研究出许多非线性校正方法。如查表法、折     

表面倾斜对激光三角测量的影响及校正研究

为了提高激光三角测量系统的精度,减小待测表面倾斜对测量结果的影响,针对具有某种具体表面特性的待测表面,提出了一种表面倾斜校正算法。该算法采用对不同的倾斜角度所产生的偏差与倾斜角度建立一个函数库,对该函数库进行曲线拟合,产生一条标准倾斜角度误差曲线,根据该曲线及待测表面的倾斜角度对测量结果进行校正。实验结果表明:该算法可以将待测表面倾斜引起的测量误差减小到原来的1/5,最终可以将此测量误差控制在±10μm以内,对不规则表面的测量具有较好的实用价值。     

激光三角法内孔测头固有几何参数标定方法

为了实现对内孔零件几何参数的完整测量,内孔测头除包括激光三角位移传感器外,还应包括带动传感器回转的机构和支撑壳体.受被测孔自身尺寸和传感器测量范围的限制,传感器回转轴线与其发射激光束可能因异面而存在偏心值a;此外,传感器输出的测量值是参照传感器内某一平面,但传感器回转轴线与该参考平面间也会存在偏移距离b.a和b是此类内孔测头的固有参数,与测量结果直接相关,但在整个测量过程中不变,需要对其进行参数标定后才能用于内孔几何参数的精密测量,最后提出一种标定此类内孔测头参数a和b的方法,并进行了实验验证.     

激光三角法扫描测头特性的研究

在分析了激光三角法位移测量原理的基础上,以ＩＢ－１２型激光三角法位移传感器为实例,研究了激光三角法位移传感器的使用特性,补偿非线性误差、倾斜角误差,提高了测量精度,使其能够作为非接触式扫描测头用在三坐标测量机上,完成空间自由曲面的非接触扫描测量。     

基于激光三角法货车体积测量系统的标定研究

高速公路"绿色通道"检查中,利用比重法检查违规货品,其中准确获得货车车厢体积是实现该检测方法的前提。为了能准确地测量货车车厢体积,需要对基于激光三角法的货车体积测量系统进行标定。通过对摄像机内外参数和激光面进行标定,就可以完成对货车车厢体积准确的测量。     

激光三角法内孔测量传感器的光学成像分析

为了实现对孔类零件特别是深孔零件的孔深测量,设计了一套激光内孔测量传感器.该传感器基于激光三角测量的方法,利用梯形棱镜的全反射特性将光路限制在狭窄的空间内,从而实现对深孔或盲孔的测量.针对该传感器的光学成像规律做出了深入的分析,并结合目前存在的问题提出了几种改进方案.实验结果表明:梯形棱镜能够较好地解决测量内孔时物理空...     

激光图像记录的非线性校正技术

论述了激光记录仪中的非线性环节和非线性校正的方法,给出了一种失调和增益的自动调节方法。     

激光三角法测距传感器的设计与实现

本文介绍了激光三角法测距的基本原理,利用新型位敏元件ＰＳＤ设计并实现了一种高分辨率,大量程的测距传感器,并对不同条件下的测试结果进行了分析。     

激光三角法位移测量多项式拟合及误差修正

基于非接触高测量精度、便于使用等特点,激光三角法测距在科研和工业生产实践中已获得了广泛的应用.位移测量是通过激光斑在成像光敏面上的位移来决定的,在不同的应用中两者之间多项式拟合的参数选择也往往不同,选择合适的多项式,实现快速、高精度测量对不同的应用有很重要的意义.本文针对激光三角法位移测量被测面位移量y与成像光斑在光敏...     

基于激光三角法的汽车同步带齿形轮廓参数测量

针对目前汽车同步带齿形轮廓参数测量过程中存在的测量效率低和人为因素影响大等问题,提出了一种基于激光三角法的汽车同步带齿形轮廓参数非接触式测量方案,并设计了相应的汽车同步带齿形测量装置。该装置通过激光位移传感器与汽车同步带传动速度的配合,对汽车同步带齿形轮廓数据进行采集,并提出一种改进后的分割算法对采集到的齿形截面轮廓数据进行特征分割。通过对分割后齿形数据的拟合,实现了齿形轮廓曲线特征的分段重构并获得被测带齿的轮廓参数。基于激光三角法对汽车同步带齿形轮廓参数进行测量,实现了对齿形轮廓参数自动测量提高了测量效率避免了人为因素的影响,保证了测量精度,有望在汽车同步带实际生产中得到应用。     

基于超定方程组的相位激光测距解模糊算法

快速准确的测距解模糊算法是相位式激光测距仪实现快速测距的关键问题。研究了一种基于超定线性方程组的相位测距解模糊算法,该算法避免了对最优解的搜索,因而运算量小、求解速度快。首先使用差频测相法在较大的不模糊距离上捕获到目标,获得近似距离值,然后使用这一距离值准确求解出不同频率调制波之间的周期数之差,从而构建超定线性方程组,最后应用最小二乘法求解出准确距离。同时还对该算法的2种解法进行计算机仿真,比较仿真结果,选取用间接法求解目标距离,并对该解法进行了精度分析。对3台K-60系列激光测距仪在精度为0.18 mm的国家标准基线上进行了测距试验,结果表明,3台样机的平均测量误差小于2 mm,测量标准差小于1 mm,验证了该算法是有效的。     

Eccentric error and compensation in rotationally symmetric laser triangulation

Rotationally symmetric triangulation （RST） sensor has more flexibility and less uncertainty limits because of the abaxial rotationally symmetric optical system. But if the incident laser is eccentric, the symmetry of the image will descend, and it will result in the eccentric error especially when some part of the imaged ring is blocked. The model of rotationally symmetric triangulation that meets the Schimpflug condition is presented in this paper. The error from eccentric incident laser is analysed. It is pointed out that the eccentric error is composed of two parts, one is a cosine in circumference and proportional to the eccentric departure factor, and the other is a much smaller quadric factor of the departure. When the ring is complete, the first error factor is zero because it is integrated in whole ring, but if some part of the ring is blocked, the first factor will be the main error. Simulation verifies the result of the analysis. At last, a compensation method to the error when some part of the ring is lost is presented based on neural network. The results of experiment show that the compensation will make the absolute maximum error descend to half, and the standard deviation of error descends to 1/3.     

基于CMOS单点激光三角法测距系统设计

根据三角法测距原理,运用单片机技术对距离进行测量,设计了一套基于CMOS的单点激光三角法测距系统。详细地介绍了系统的硬件组成和软件结构,针对测量用的光敏传感器之标定曲线的非线性特征,提出了用逐段折线逼近该标定曲线的方法,最后给出实验结果,并分析了各个参数对实验精度的影响。实验结果表明方案切实可行,该方法的测量误差小于3%。     

基于激光三角法的小物体尺寸测量及三维重构系统

根据激光三角测量法原理,设计了一套采用旋转平台的单目物体形貌测量系统。详细介绍了系统建模和硬件组成,并根据解析几何知识和系统的硬件特性,提出了标定坐标校正方案。最后,结合圆柱和圆锥体的测量数据对系统的测量精度进行了分析,并给出了尺寸介于4~30mm的被测对象三维重构图。实验结果表明,系统测量误差小于3.5%,该系统可望应用于宝石等小物体的三维测量、逆向工程以及优化设计中。     

一种基于无衍射光栅的三角测量的定标方法

基于光栅的三角测量方法是将光栅投射到被测物体表面,CCD接受由于物体表面高度起伏产生的变形光栅像,根据光栅变形量与高度的关系,恢复被测物体的三维形貌。提出了一种基于无衍射光栅的三角测量的定标方法。该方法通过空间坐标变换,方便地求出摄像机的内外参数,从而获得被测物体的三维信息。     

膏布药层厚度在线测量系统的应用研究

介绍了一种基于激光透射法的膏布药层厚度在线测量系统。对系统的测量原理、系统的结构框架、相应的硬件系统及软件系统都做了详尽的阐述。最后给出了测量结果分析,在线测量误差不超过0.1g,证明了该系统的可靠性和可行性,该系统的应用前景比较广阔。