摘要：为了给出三角测距传感器设计过程中各参数优化的依据,通过数学建模,并采用计算机辅助分析方法和Matlab工具,对激光三角测距传感器的工作距、激光束与接收系统夹角、焦距等关键参数对测量精度的影响规律进行了定量分析。分析表明,在进行参数设计时,所成像范围越大,测量精度越高;在成像范围恒定的情况下,工作距和工作角越大,系统灵敏度越高。依据分析所得的规律,设计参数搭建的实验系统获得的数据验证了灵敏度变化的规律。

摘要：在激光三角测距方法中,测量系统结构需满足Scheimpflug条件,使得激光光斑与探测器探测成像之间满足物像关系,保证距离测量精度。然而,光学镜头与探测器非共轴的设计结构较为复杂,成本更高,使用不方便。在实际应用中采用成像镜头与相机同轴化直接集成的方式,构建非Scheimpflug条件下的激光三角测距系统,虽然提升了稳定性、方便性,降低了成本,但是不可避免地降低了激光三角测距精度。基于以上背景,开展了非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响研究,建立非Scheimpflug条件下距离测量解析模型,分析激光光斑成像后理论中心位置与质心位置之间的定位误差,并依据距离测量模型解算非Scheimpflug条件下距离测量误差,定量评估非Scheimpflug条件下不同激光三角测距模型的测量精度,给出非Scheimpflug条件下保持测距精度所适用的系统参数和距离范围,为非Scheimpflug条件下激光三角测距法应用提供理论和数值基础。

摘要：针对煤矿井下高粉尘、高湿度、低照度的恶劣成像环境,提出一种非接触式激光三角测距煤仓煤位的测量方法。该方法预置一激光光源照射煤面,在煤仓主轴顶部架设相机拍摄光源光斑,依据针孔成像模型,通过计算光斑成像点的横向偏移量,查询预先实测标定的对应不同偏移量的煤仓煤位深度表,最终实现煤仓煤位深度测量的目的,测量的精度取决于标定步长的选择。依据该原理设计了测量装置,现场使用表明,该方法易于实施,可以在煤矿井下低照度的成像环境中实现煤仓煤位检测。

摘要：为了降低激光位移传感器的生产成本,提出一套新型激光位移传感器系统的设计方法。该设计基于三角测距原理,使用CCD单板机作为光电探测器,换用小孔光学系统替代透镜,并针对小孔光学系统的特点对传感器系统重要参数的确定方法进行了研究,编写图像处理算法提取目标图像中的位移信息,从而达到非接触式位移测量目的。搭建了一套该新型激光位移传感器系统进行位移测量实验,结果表明此系统可以达到量程为50mm、精度为1mm的测量需求。

摘要：介绍了一种基于PTZ(Pan/Tilt/Zoom)相机的测量范围可调的激光三角测距新方法,利用VS2015和OpenCV,设计实现了针对大型户外目标的激光远程除冰视觉测距系统,通过自行开发的软件进行相机云台PTZ运动控制及激光光斑识别定位,并借助PTZ相机水平360°全角度旋转、垂直90°翻转及23倍光学变倍能力,实现了40 m范围内不同位置目标的距离测量;测距实验结果表明,系统测量误差在Zoom=3倍时不大于54 mm,在Zoom=5倍时不大于27 mm,在Zoom=10倍时不大于19 mm,在Zoom=15倍时不大于15 mm,在Zoom=20倍时不大于11 mm,测量误差随测量距离的增大而增大、随镜头变倍值的增大而减小。

摘要：列车轮对内侧距的准确、及时测量,是列车检修中必不可少的工作。目前,主要使用专用机械卡尺测量轮对内侧距。由于机械卡尺读数与记录都是人工操作,步骤繁琐。针对以上问题,设计了基于三角测距原理的列车轮对内侧距快速测量系统。首先,采用嵌入式处理器驱动摄像机的方式采集轮对内侧激光点图像,并根据激光光斑在像素平面的移动特征,提出快速搜索光斑初步位置方法,剪裁出含有光斑的局部图片;然后,利用阈值分割法和图像形态学处理法,过滤局部图片中光斑的背景噪声;最后,根据灰度重心法精确提取光斑中心坐标,计算轮对内侧距。为验证该系统的可行性,与轮对内侧距机械测量卡尺进行对比试验。试验结果表明,轮对内侧距光学测量方法准确有效。该系统能够大大缩短轮对内侧距测量时间,提高工作效率,在列车日常维护中具有一定的应用价值。