基于长角融合单站式多目标实时坐标测量方法

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作者 崔兴慧 赖东坡 +1 位作者 刁雷雷 林嘉睿 《光电工程》 北大核心 2025年第7期15-27,共13页

空间多目标三维坐标测量往往基于多基站的多源观测交会定位机制,在复杂环境中易受障碍物遮挡且站位布局调整困难。为实现单站式多目标实时三维感知测量,需利用具备长角并行传感能力的测量模块,解除长角观测量的强关联性,从而满足多目标... 空间多目标三维坐标测量往往基于多基站的多源观测交会定位机制,在复杂环境中易受障碍物遮挡且站位布局调整困难。为实现单站式多目标实时三维感知测量,需利用具备长角并行传感能力的测量模块,解除长角观测量的强关联性,从而满足多目标实时自动测量的要求。本文提出一种基于超宽带测距与旋转激光扫描测角方式结合的单站式多目标实时三维坐标测量方法。首先,建立了长角融合系统整体标定模型及测量模型,设计了合作靶标,并分析合作靶标对心误差影响。其次,研究了基于超宽带测距系统误差的测量模型误差补偿方法。最后,搭建实验样机完成了可行性验证。实验结果表明,提出的单站式测量系统平均点位误差低于30 mm,相比超宽带多目标定位,误差下降近70%。 展开更多

关键词 超宽带测距 旋转激光扫描测角 单站式坐标测量 多目标实时测量

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新型旋转激光扫描系统轴系调整与误差标定

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作者 任永杰 郭威 +3 位作者 吴腾飞 滕明鑫 林嘉睿 邾继贵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1111-1121,共11页

旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的... 旋转激光扫描系统是一种基于精密转台结合多路激光的空间多目标并行角度传感系统。为改善系统光源性能,设计了一种采用光纤从外部导入光源的新型轴系结构。但是当激光以一定角度穿过中空的转轴进入镜组后,若倾斜入射柱镜,将导致出射的扫描光面型发生变化。针对此问题,研究了一种基于平行线的传递性的激光光轴姿态的调整方法,并借助激光跟踪仪测量平台,分别对光轴与转轴轴系进行拟合,建立了对光轴倾斜误差的标定方法。实验结果表明,调整后光轴与转轴轴线的空间夹角优于0.15°,完全满足扫描光截面中心直线度对激光入射柱镜的角度要求。该调整方案可用于系统的装配环节,使扫描光更加接近理想平面,有助于系统测量精度的提升。 展开更多

关键词 大尺寸测量 旋转激光扫描系统 光轴调整 轴线拟合 误差分析

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基于多视数据重构损失标定的叶片型面光学检测

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作者 罗瑛 朱杨洋 +1 位作者 王宗平 殷国富 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期118-124,共7页

航发叶片型面检测是保证叶片加工质量、工作性能和使用寿命的关键环节。对此,该文开发一套基于线激光器的叶片型面检测平台;在完成线激光器与叶片相对位姿校准及Z向测量基准建立基础上,实现叶片型面特定截面处型线数据的多视采集;提出... 航发叶片型面检测是保证叶片加工质量、工作性能和使用寿命的关键环节。对此,该文开发一套基于线激光器的叶片型面检测平台;在完成线激光器与叶片相对位姿校准及Z向测量基准建立基础上,实现叶片型面特定截面处型线数据的多视采集;提出一种基于多视数据重构损失标定回转中心的型线重构方法。以两种典型燃气轮机导向叶片为检测对象,所提出方法获取的检测数据与三坐标测量机检测数据的对比结果表明,轮廓度检测平均绝对偏差在0.022 mm以内,最大标准偏差为0.0186 mm,最大RMS估计为0.0251 mm;特征参数检测最大偏差为0.0401mm。实验结果验证了所提出方法面向叶片型面检测的可行性。 展开更多

关键词 叶片型面检测 线激光器 回转中心 多视数据重构损失

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激光共焦扫描显微镜在微机电系统中的应用 被引量：15

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作者 曾毅波 蒋书森 +2 位作者 黄彩虹 张玉龙 张艳 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第7期1241-1246,共6页

研究了激光共焦扫描显微镜(LSCM)在微结构分析中的应用,综述了该项应用的优势。LSCM的高分辨率和光强调节功能,使其可用于大角度测量;与图像处理系统相结合,便于微结构的定性和定量分析;而全自动样片台沿X轴和Y轴的自动扫描实现了图像... 研究了激光共焦扫描显微镜(LSCM)在微结构分析中的应用,综述了该项应用的优势。LSCM的高分辨率和光强调节功能,使其可用于大角度测量;与图像处理系统相结合,便于微结构的定性和定量分析;而全自动样片台沿X轴和Y轴的自动扫描实现了图像的拼接功能。实验结果表明:运用LSCM测量的斜面最大角度至少可以达到50°;在悬臂梁的形貌分析中,可获得清晰的三维形貌,同时通过二维定量分析精确测得其形变为3.145μm;在100×物镜下,运用拼接功能获得384μm×288μm的视场面积,解决了高放大倍数下,在单帧显微图像中无法获取所观测对象全貌的问题。LSCM在微结构分析中的应用弥补了其它形貌分析设备测量功能上的不足,提升了微机电系统的测试水平。 展开更多

关键词 激光共焦扫描显微镜 微机电系统 角度测量 形貌分析 图形拼接

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结合激光准直的二维转角动态测量系统 被引量：10

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作者 楼志斌 赵辉 +2 位作者 刘权 郑超 陶卫 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期561-568,共8页

为了克服现有二维转角动态测量方法结构复杂、成本昂贵的缺点,提出了结合激光准直的二维转角动态测量方法。首先,根据二维转角测量的关键问题提出基于激光准直的测量方法,采用准直激光作为测量基准,以远端的位置探测器作为检测器件。接... 为了克服现有二维转角动态测量方法结构复杂、成本昂贵的缺点,提出了结合激光准直的二维转角动态测量方法。首先,根据二维转角测量的关键问题提出基于激光准直的测量方法,采用准直激光作为测量基准,以远端的位置探测器作为检测器件。接着,设计测量系统和各组成模块,根据测量要求对系统中的关键模块进行设计和优化。然后,具体设计系统中的测量算法,完成测量模型建立。最后,在±2°范围内进行实验测试和分析。实验结果表明:系统可动态测量,稳定性好,测量重复性误差为1μrad,X轴非线性误差为1.8%,Y轴非线性误差为1.7%,动态带载响应频率在±0.01°内优于200Hz,基本满足二维转角测量的高精度、高重复性、高稳定性的要求。 展开更多

关键词 激光准直 二维转角 动态测量 光斑位置

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激光自混合干涉角度测量参数优化及旋转方向判别 被引量：9

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作者 钟金钢 梁智强 李仕萍 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期1001-1008,共8页

对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分... 对反射旋转体引起聚焦激光自混合干涉信号位相与旋转角度的非线性关系进行了研究,提出了一个实验参数的优化方法来降低该非线性效应引起的非线性角度测量误差。重新评估了自混合干涉角度测量在测量范围扩大后的物理近似条件,从理论上分析了实验参数给角度测量带来的误差影响并进行了模拟仿真,提出了利用该非线性关系判别反射体旋转方向的方法。最后,进行了激光自混合干涉角度测量实验并给出若干个实验参数条件下分别得到的角度测量结果。实验结果表明,实验参数优化后,角度测量误差大幅减少;在最优情况下,比未优化方法的测量精度提升了一个数量级,可达10-5 rad,证明了提出的实验参数优化方法和反射体旋转方向判别方法的有效性。实验结果还显示,使用提出的方法在提高测量范围的同时仍能进行高精度的角度测量,从而进一步拓宽了基于反射体旋转引起的激光自混合干涉效应的应用范围。 展开更多

关键词 激光自混合干涉 角度测量 非线性误差 参数优化 旋转方向

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基于瞬时转速的旋转激光测量系统测角精度评价 被引量：3

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作者 任永杰 金云超 +1 位作者 郭同闯 林嘉睿 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2403-2410,共8页

旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式,利用以时间差测位置差的时空转换思想,借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量,系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律,对系统测角误... 旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式,利用以时间差测位置差的时空转换思想,借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量,系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律,对系统测角误差、转速评价指标和瞬时转速算法展开研究。建立了角度测量模型,分析了瞬时转速波动对测角误差的影响机理;引入瞬时转速稳定度作为转速评价指标,并针对低精度码盘提出了一种基于脉宽误差补偿的瞬时转速算法,最后进行了实验验证。结果显示,对比传统M/T法和补偿算法,某气浮轴承发射站的瞬时转速波动测量值从±4.5 r/min降至±0.25 r/min,瞬时转速稳定度降至±4″。补偿算法的瞬时转速测量精度优于传统算法,测角精度与瞬时转速稳定度存在一致性规律,可以使用瞬时转速稳定度对系统测角精度进行快速评价。 展开更多

关键词 旋转激光扫描 时空转换 测角精度 瞬时转速测量 瞬时转速稳定度

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大型桥梁三维激光扫描测量误差分析与控制 被引量：15

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作者 陈勇 吴涛 陈朝辉 《铁道建筑》 北大核心 2022年第1期96-100,共5页

采用传统接触式测量方法对大型跨江桥梁结构进行测量时工作难度大且效率低,本文提出一种基于三维激光扫描技术对桥梁结构几何参数进行非接触式测量的方法。根据三维激光扫描技术的原理分析测量误差来源,从测角和测距两方面对三维激光扫... 采用传统接触式测量方法对大型跨江桥梁结构进行测量时工作难度大且效率低,本文提出一种基于三维激光扫描技术对桥梁结构几何参数进行非接触式测量的方法。根据三维激光扫描技术的原理分析测量误差来源,从测角和测距两方面对三维激光扫描引起的误差进行试验研究,分析大型桥梁测量误差的控制方法。结果表明:测角和测距与测量误差均存在一定关系,在合适的测角和测距条件下三维扫描测量误差达到最小。采用远距离加密测点、布设控制网、减小测距和拼接误差等措施可显著减少三维扫描测量误差。以一实际工程为例,将拱肋的测试结果与高精度全站仪测试结果进行对比,验证了三维激光扫描测试精度满足工程应用的要求。 展开更多

关键词 公铁两用桥梁 三维激光扫描 试验研究 非接触式测量 误差 测距 测角 拼接

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激光扫描角度测量研究 被引量：2

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作者 刘金华 张先鹤 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期82-82,共1页

介绍一种用激光扫描技术进行角度精密测量的系统,该系统利用直角棱镜在激光扫描时能将转角转换为线性位移的测量原理,用CCD器件测出扫描光的线位移,也就可测出角度变化的大小,从而实现转角精密测量,具有测量范围大、精度高,数字化的特点。

关键词 激光扫描 直角棱镜 角度测量

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三维激光扫描影像拼接模型及试验分析 被引量：19

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作者 郑德华 《河海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期466-471,共6页

从理论上推导了基于土木工程应用的三维激光扫描影像拼接模型,并提出了运用附有限制条件的间接平差模型解算拼接模型的数学方法.在试验研究中,通过三维激光影像扫描仪和全站仪采集了相应的试验数据,应用附有限制条件的间接平差模型算法... 从理论上推导了基于土木工程应用的三维激光扫描影像拼接模型,并提出了运用附有限制条件的间接平差模型解算拼接模型的数学方法.在试验研究中,通过三维激光影像扫描仪和全站仪采集了相应的试验数据,应用附有限制条件的间接平差模型算法进行了编程计算.同时还分析了考虑尺度因子的拼接模型的合理性.结果表明:拼接模型的解算方法合理有效;当设置的激光扫描脚点间隔为18mm时,激光扫描脚点间隔对拼接模型精度的影响显著. 展开更多

关键词 三维激光扫描影像 拼接模型 限制条件 间接平差模型 旋转角的精度 尺度因子

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非接触式激光转角传感器 被引量：2

11

作者 解中宁 杨维 《阜新矿业学院学报》 1990年第3期62-66,共5页

本文介绍的激光转角传感器,首次将激光多卜勒原理应用于转角非接触测量。推导出以脉冲数表示转体转角值的公式。对传感器的若干理论问题作了详细分析。给出了用该传感器在滚齿机上测量的数据并对传感器的改进作了进一步探讨。

关键词 传感器 激光 转角 非接触式

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一种测量非球面光学零件面形的新方法 被引量：4

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作者 张晓青 祝连庆 董明利 《工具技术》 北大核心 2001年第4期24-27,共4页

根据激光扫描平移加旋转法的测量原理 ,推导出了非球面光学零件面形测量的数学模型 ;对一个非球面反射镜进行了实测并对测量结果进行插值运算 ,进而拟合出零件面形的曲线方程。

关键词 面形测量 非球面光学零件 激光扫描测量 平移加旋转法 插值 曲线拟合

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基于多旋转角度测量的镭射纸颜色检测方法研究 被引量：3

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作者 谢小春 李敏 钟云飞 《数字印刷》 北大核心 2020年第2期43-49,共7页

本研究针对镭射纸印品颜色检测难、检测结果误差大的问题,提出了一种基于多旋转角度测量的镭射纸颜色检测方法。首先,根据镭射纸显色特性,通过深入分析镭射纸光谱特性及颜色测量原理,获得镭射纸色度的分布规律;然后,分析镭射纸对颜色检... 本研究针对镭射纸印品颜色检测难、检测结果误差大的问题,提出了一种基于多旋转角度测量的镭射纸颜色检测方法。首先,根据镭射纸显色特性,通过深入分析镭射纸光谱特性及颜色测量原理,获得镭射纸色度的分布规律;然后,分析镭射纸对颜色检测影响的规律,找到最佳检测角度;最后,采用三角度检测值平均法计算镭射纸的色差值,完成镭射纸颜色检测。实验结果表明,该方法可以有效消除镭射效果对印品色相检测的影响,提升检测的精度,同时为包装印刷企业镭射纸的印刷颜色控制提供指导。 展开更多

关键词 镭射纸 颜色测量 多旋转角度 漫射照明

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基于激光位移传感器的小转角测量方法研究 被引量：2

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作者 魏聚周 何柏岩 方永刚 《传感器与微系统》 CSCD 2015年第8期50-53,共4页

针对结构刚度测试中的转角测量问题,提出了一种新的小转角测量方法。采用激光位移传感器测量待测物体的切向线位移值,再通过几何关系将其转换成转角值。建立了包含4个因素的误差数学模型,分析了±1°的测量范围内各误差因素分... 针对结构刚度测试中的转角测量问题,提出了一种新的小转角测量方法。采用激光位移传感器测量待测物体的切向线位移值,再通过几何关系将其转换成转角值。建立了包含4个因素的误差数学模型,分析了±1°的测量范围内各误差因素分别对测量结果的影响,结果表明:光斑距刻线标志偏距Δl对误差的影响较大。应用本方法,针对一异形构件进行了扭转刚度测试,当Δl上下限为±1 mm时,测量误差在2%左右,验证了本方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 小转角测量 刚度测试 激光位移传感器 安装误差

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地面三维激光扫描仪的测量误差分析 被引量：26

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作者 杨忞婧 《东华理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2013年第2期228-232,共5页

三维激光扫描技术的出现为快速、有效、准确获取三维空间信息提供了全新的技术支持。三维激光扫描仪能够不受白天黑夜的限制,全天候对任意物体进行扫描并获取高精度的物体表面点的三维信息及反射率信息,从而快速实现物体的三维重建。然... 三维激光扫描技术的出现为快速、有效、准确获取三维空间信息提供了全新的技术支持。三维激光扫描仪能够不受白天黑夜的限制,全天候对任意物体进行扫描并获取高精度的物体表面点的三维信息及反射率信息,从而快速实现物体的三维重建。然而,由于在应用过程中,受到仪器本身技术的限制以及外界的影响,使得外业采集的点云数据的精度受到不同程度的影响,从而使得后续的点云数据处理变得复杂且缓慢,甚至使得最终生成的三维模型与实际物体不一致。主要针对地面三维激光扫描仪在测量过程中存在的测距误差、测角误差以及误差来源进行了详细地分析并构建了点位误差模型,为提高三维激光点云数据处理的效率和精度提供了必要的条件。 展开更多

关键词 三维激光扫描 测距 测角 误差分析

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基于激光灯塔的合作航天器位姿测量方法及其精度分析 被引量：1

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作者 陈汉瑜 武俊峰 +2 位作者 康国华 吴佳奇 李旭 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期101-110,共10页

针对现有合作航天器相对位姿测量手段存在不能较好兼顾视场范围和精度、缺乏简单有效的精度评价指标的问题,提出一种基于激光灯塔的合作航天器相对位姿测量方法,能够兼顾视场与精度,并提出了该方法的精度评价指标。激光灯塔系统通过激... 针对现有合作航天器相对位姿测量手段存在不能较好兼顾视场范围和精度、缺乏简单有效的精度评价指标的问题,提出一种基于激光灯塔的合作航天器相对位姿测量方法,能够兼顾视场与精度,并提出了该方法的精度评价指标。激光灯塔系统通过激光发射站和若干光电传感器测角实现相对位姿测量。根据激光灯塔测角原理,给出了该方法的PnP位姿解算算法;针对位姿测量精度分析问题,建立PnP问题测角误差传播模型,提出了位姿测量精度因子作为精度评估指标。实验表明,激光灯塔系统的姿态、位置测量精度量级分别为0.1°、毫米级;精度因子模型估计结果与测量精度实测结果存在一致性规律,可快速评估测量精度,指导传感器布局优化。此外,建立的测角误差传播模型也适用于视觉等涉及PnP问题的测量系统。 展开更多

关键词 相对位姿测量 激光灯塔 旋转激光扫描 PNP问题 精度因子

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