一种应用于精密测量的二维激光检测仪的研究与设计

现代安装工艺以及工程方面对于精确度提出了更高的要求。在铁轨平直度、矿井施工等多个方面都依赖激光检测来提高测量精度。二维激光检测仪采用水平以及垂直两个方向实现面向测量的方案,有效提升了激光测量的精度。论述了二维激光检测仪的工作原理,分析了其测量方案以及实现的电路,结果表明,基于硅光电池实现的四象限检测在实现精确测量等领域具有重要的具有广泛的应用。     

基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统

吊装过程中为获取吊物具体位置信息,设计了一种基于线阵CCD的二维轮廓扫描系统。利用激光照射直线与线阵CCD投影直线相交的原理求取激光照射点二维坐标;提出了一种基于硬件的线阵CCD脉冲中心位置测量方法;采用双直线法对线阵CCD进行标定,得到其输出像素坐标与投影直线的映射关系;研究提出了一种升降速控制策略,能平稳高效地控制步进电机。用已知尺寸的圆柱形PVC管作为实验对象,系统测得其二维轮廓若干离散点坐标,通过圆周拟合的方式得到圆柱半径,平均误差为0.928 mm,系统一次扫描耗时约0.45 s;实验结果表明,系统测量精度较高,扫描速度较快,可广泛应用于物体的二维轮廓扫描。     

测量激光束二维相位和强度轮廓的一种新方法

一、基本原理 测量相位和强度的线性轮廓的光学装置在文献6中曾详细介绍过，它由一抛物柱面镜聚焦的准直激光束和一个安放在焦点使激光束平移过相位探测器的扫描镜组成。     

一种高精度CCD激光自准直测量系统的研究

为测量导弹姿态角研制了一套CCD激光自准直系统,它有一套24位绝对式角轴编码器,设有多个读数头,对径读数采用数字量相加技术,消除了轴系晃动对信号的影响。采用高精度线阵CCD作为接收元件。本系统可以进行光电自准直的测量,在360°范围内水平方向误差不大于±1.5",极限测量精度不大于8"。     

线阵CCD用于长距离衍射准直测量

本文介绍了在半导体激光光纤与位相板相结合的准直情况下,利用线阵ＣＣＤ控制器测量大型工件形位误差遇到的光强变化而引起测量误差的问题,并对用线阵ＣＣＤ进行衍射信号测量的原理和特点作了分析,根据ＣＣＤ的工作原理和特性,提出了利用自动控制ＣＣＤ积分时间的方法,使ＣＣＤ输出的信号峰值保持恒定,提高了系统的测量精度。     

提高直线度测量分辨率的新方法

利用测量光线的多次反射和组合透镜的方法使测量系统的分辨率相对于用探测器直接探测分辨率提高了8倍.实验结果表明:在二维直线度测量范围为±100 μm内,测量系统与Renishaw ML10激光干涉仪比对结果的线性相关度为0.999 7,对应点的标准偏差优于0.1 μm.     

基于线阵CCD的线路方向测量系统的开发

该系统硬件设备采用长距离准直激光光源、CCD图像传感器、旋转编码器、系统终端PC等器件,利用线阵CCD测量技术、数据处理技术、多信息传感融合技术等高新技术,能够对铁路路轨区段(长度≤200m)轨道几何形状进行高精度检测,将线路轨向测量结果直接数字化显示,为线路设备维修提供可靠的测量数据,解决了既有方法测量精度差、效率低的问题,能满足铁路工务系统作业要求、提高作业质量。     

二维流场的激光测速方法

本文论述了利用激光技术测量流体质点运动速度的基本原理,并设计了一种多光轴系统,用以检测质点的二维运动状态,以便研究二维流场的速度分布。     

一种快速高精度三线阵CCD三维轮廓术

文中提出一种新的快速三维轮廓测量方法,将三个1024像素的光敏元阵列等间距封装在一起,无须通常的机械或电子式的移相操作,只要物体的位移量和空间采样间隔满足整数倍的比例关系,一次性连续扫描采样就可以获得三幅相位图。通过三路DSP处理器自动计算,就可完成整个测量过程。实验结果表明,本文提出的三线阵CCD相位测量系统具有较高的测量精度和测量速度,有很高的实用价值。     

一种信号频率及二维到达角联合估计新方法

提出了一种窄带信源频率、俯仰角及方位角联合估计新方法.该方法选择特定序号阵元输出计算的高阶累积量构造4个矩阵,然后在累积量域构造三面阵,并分析了该三面阵低秩分解的唯一性,接着利用分解得到的4个对角阵联合估计信源参数.该方法无须参数配对,无须谱峰搜索,适用于任意加性高斯噪声环境.仿真结果表明该算法是有效的.     

分段制造中大尺寸测量的关键算法研究

组建由激光跟踪仪和数据处理软件组成的计算机辅助测量系统.对分段制造中大尺寸构件的几何量信息进行评价.并对其中的激光测距系统进行横向和径向误差补偿.以半径约束最小二乘法解决了分段构件拟合信息不足的问题,提高拟合精度.用仿真和实际实验结果验证了该算法对噪声的鲁棒性增强.利用最佳适配算法将多站的测量统一到CAD全局坐标系下,并与CAD比较偏差.以隧道构件为研究对象,应用于隧道构件生产厂家质量控制中.     

一种基于相位测量的快速高精度大范围的激光测距法

为满足快速、高精度和大范围的激 光测距需求,分析了现有单频和多频相位激光测距方法存在的 问题,提出了基于降频及高精度测时技术的 相位激光测距方法,并根据测距 要求以及按照测尺频率、测时精度和参考频率的顺序建立了测距系统参数选择模型,进而 按照测距参数需求搭建了实 验系统。实验表明,在300kHz单频测尺、260kHz参考频率和50ps测时精度条件下,实验系统具有500m测距范围、1.08mm 测距精度和0.03～0.04s测量速度,可为快速、高精度和大范围测距 奠定基础。     

一种基于复合测量体制的高精度轨道测量方法

为解决特殊飞行器超长距离飞行时全航路飞行轨迹的高精度测量难题,提出了一种兼容我国目前两种主流测量体制的复合体制高精度测量系统方案和一种复合转发器构建思路,分析论证了其工作原理,建立了基于复合体制的轨道测量精度评估模型,并结合理论轨道完成了系统测量精度评估的仿真计算。结果表明,复合测量体制可以实现飞行器载荷的高效复用和装备资源的有效整合,弥补了单一测量体制轨道覆盖能力的不足,过渡段测速精度提升70%以上。基于其兼容属性,该体制可适用于后续1 000 km以上超长航路飞行器的轨道测量需求。     

大尺寸无导轨激光精密测量仪的研究

介绍了一种大尺寸、无导轨激光干涉精密测量的方法与装置。该测量装置以稳定度较高和抗干扰性强的双纵模热稳频He -Ne激光器为光源 ;以拍波合成的场强信号的节点为对准标志 ;以光路组合形成的双频激光干涉仪测量尾数部分。实验测量结果表明 :节点定位精度小于 0 .0 5mm ,尾数测量部分分辨率为 0 .0 8μm ,整个测量系统在 2 0m范围内的测量精度达± ( 5 0 1.5× 10 - 6 L) μm(L为被测长度 ,单位为m)。     

大口径高能脉冲激光参量测量装置的精度研究

为了研究高能激光外场特性,研制了一套用于测量大口径高能量脉冲激光参量的测量装置。该装置包括一套自校准系统,能够对其主要系数进行现场校准。采用理论分析和实验研究的方法,对装置的测量原理、性能和结构进行了描述,并对测量误差进行了理论分析,证明了该装置能够同时测量高能激光光强分布和能量值,最后采用校准实验的方法对测量误差进行了验证和分析。该装置对激光脉冲能量和光强分布的测量误差分别为4.5%和5%。结果表明,该装置有较高的测量精度和可靠性,能广泛用于大口径高能量脉冲激光外场测试。     

高精度密度自动测量技术研究

本文介绍了一种基于CCD传感技术的柱形特质物体密度测量系统。包括工作原理和光学系统设计 ,以及系统误差分析。该系统已在工业生产中得到了很好的应用。     

提高CCD激光自准直测量系统精度的一种方法

为了提高经纬仪的测量和跟踪精度,采用了一种CCD激光自准直系统对光电经纬仪车载平台变形进行实时测量;对测量系统的精度进行了分析,其精度很大程度上取决于CCD图像传感器输出信号的精度;研究了影响CCD精度的各种因素,并对CCD图像进行消噪处理,结果表明CCD图像的质量明显提高,从而提高了CCD激光自准直系统的测量精度。     

一种新的双频激光多普勒测速方法的实验研究

提出了一种新的双频激光多普勒测速方法,利用同偏振的双频激光器作为光源,并用两个线偏振光同时传感物体的速度,可以大大提高最高可测量速度。本文分析这种新方法的原理并进行了实验验证。结果表明,利用这种方法可以实现对高速运动物体速度的高精度测量。     

基于伪非均匀采样的高精度时间间隔测量方法

为提高脉冲激光测距的精度,采用一种新的高精度时间间隔测量方法。在脉冲计数法的基础上,利用温补晶振生成与计时量化时钟同步同频率的参考正弦波信号,将提高时间间隔测量精度问题转化为初始相位估计;通过伪非均匀采样方法对参考正弦波信号采样,并针对研究中所采用的伪非均匀采样方法推导出相应的理论公式,然后利用最小二乘法对采样数据进行曲线拟合,将伪非均匀采样信号还原成被采样的参考信号,实现相位估计,从而实现高精度时间间隔测量。将本文方法应用于脉冲激光测距仪中,实验表明,测距仪的测距精度优于±5mm。     

基于线阵CCD的光电玻璃测厚方法研究

玻璃厚度是衡量玻璃制品质量的一项重要性能指标。为了检测平板透明玻璃的厚度,提出了利用线阵CCD传感器作为光电接收器件的玻璃测厚装置,介绍分析了以CCD传感器作为光电接收器件透射式测厚法、单激光反射式测厚法、双激光反射式测厚法3种光路结构原理、以及性能特征。