跳至主要内容

测量原理

本页内容

激光测距

该设备基于激光三角测量原理采集高度剖面和高度图像。根据该方法，激光线从一个方向投射到目标物体上。图像传感器则从另一个已知角度观察该物体。传感器获取的图像由嵌入式处理器进行分析，并转换为单一高度剖面。通过以一定速度移动目标物体使其经过激光线，即可获取完整的高程图像。激光、传感器和目标这三个点，以及它们之间的角度和距离，共同构成了三角测量几何结构。

几何依赖关系

整个设备是基于以下三种主要几何结构进行构建和校准的：

视野

视场（FOV）取决于设备的内置光学系统以及激光器的扇形角。近视场定义为Z轴范围的上限，其范围比视场更窄；远视场定义为Z轴范围的下限，其范围比视场更宽。

注

激光线通常比视场（FOV）更宽。这是因为激光线边缘存在精度误差，因此有必要这样做。

工作距离

工作距离（WD）指激光模块下边缘与待测目标表面之间的标称距离。在工作距离处进行测量时，测量精度始终最佳。不过，系统定义了一个Z向范围，在此范围内可能出现一个或多个目标表面。总Z向范围等于近视场（Near FOV）到工作距离（WD）的距离与工作距离（WD）到远视场（Far FOV）的距离之和。

三角测量角

三角测量角描述了垂直对准的激光与倾斜传感器平面之间的夹角。

loading="lazy"

坐标系

该设备的坐标系描述如下：X轴表示沿激光线方向的测量区域宽度，Y轴表示传输方向，Z轴表示沿激光平面方向的高度值。

下图展示了典型的三角测量几何结构。

loading="lazy"

决议

传感器在每个轴上的分辨率各不相同：

ΔX：沿激光线方向及目标横向（侧向）的分辨率。它是视场宽度除以成像仪的像素数
ΔY：垂直于激光线（沿运动方向的纵向）的分辨率。它直接取决于测量频率和运输速度。
ΔZ：高度分辨率。激光线垂直投射到物体表面，而相机则以三角测量角α观察物体。高度分辨率可通过以下公式近似计算：

阻塞

遮挡是激光三角测量法的主要局限性。如果传感器无法看到激光线，就无法获取高度数据。因此，必须对目标物体进行分析并规划扫描路径，以避免遮挡。采用双头或多传感器配置是一种解决方案。

设备模式与峰值检测算法

本章介绍了已实现的设备模式和峰值检测算法的一般功能。该设备可在 2D 面扫描模式和 3D 线扫描模式下运行：

区域扫描

“区域扫描”模式是一种二维成像模式，在此模式下，设备的运行方式与标准二维相机类似。在此模式下，设备通过接口采集8至10位分辨率的灰度数据。此外，传感器可被划分为多个区域。

Linescan3D

Linescan3D 模式是一种 3D 模式，可提供高度数据。与 Areascan 模式类似，传感器可被划分为多个区域。对于每个区域，均可启用 Scan3dExtraction 功能。Linescan3D 模式可设置为不同的峰值检测算法。在此模式下，图像传感器拍摄一张图像，所选算法会按列提取激光线的位置。单帧图像中所有激光线位置的集合称为轮廓。它代表了目标物体的横截面。设备会针对预定义数量的轮廓重复此过程，随后将这些轮廓合并为一张测距图像。这张测距图像并非传统意义上的目标物体图像，而是一组高度轮廓。

3D算法

IR –Knowledge Base

微测热仪基础知识

网络指南

热成像特性

3D –Knowledge Base

激光三角测量——测量原理

3D算法

片上处理

我们的3D传感器

适用于工业质量控制的高性价比3D激光轮廓传感器

loading="lazy"

适用于严苛在线测量的高性能3D激光轮廓传感器

loading="lazy"

用于高速测量的精密3D激光轮廓传感器

loading="lazy"

适用于灵活系统集成的模块化3D激光轮廓传感器

让您的生产效率最大化！

🇺🇸 北美

🇩🇪 全球

请求