CN103673999B - 一种激光测量最佳测量位置定位系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的一种激光测量最佳测量位置定位系统，包括激光设备、CCD摄像机和中央处理系统，激光设备发射出多条激光线在被测物表面形成平行的光截外形曲线，通过CCD获取光截外形曲线，中央处理系统计算分析光截外形曲线的间距得到激光设备的偏移状况，并且中央处理系统中建立有关键位置的理想轮廓标准曲线，通过与实测的光截外形曲线对比得到激光设备相对于关键点存在的旋转关系，提示操作人员调整激光设备的位置，最终达到最佳检测位置。本发明使得在进行激光测量时，减少测量数据受到人为测量位置偏差所带来的误差，使对被测物的尺寸数据结果更准确、更真实可靠。

Description

一种激光测量最佳测量位置定位系统
技术领域
本发明涉及激光图像测量技术，尤其涉及一种激光测量最佳测量位置定位系统。
背景技术
目前激光图像测量技术已经广泛应用于精密测量，激光测量是一种非接触式测量，不影响被测物体的运动，精度高、测量范围大、检测时间短，具有很高的空间分辨率，大量的检测设备应运而生，例如基于点激光的测距仪，基于线激光的光截法测量设备等。
在进行激光图像检测中，由于检测环境与高精度的要求，基于线结构的光截式检测设备大量运用。目前，广泛使用的便携式、探头固定式激光测量仪均采用单一线激光垂直入射被测目标、获得光截外形曲线这一测量方式，具有速度快、精度高的优点。但通过大量的使用验证，单一线激光设备也具有许多不足，操作人员不能准确定位激光检测设备的最佳检测位置，使激光垂直入射被测表面，不能判别是否发生斜射、偏转等状况；激光具有最佳工作距离范围，不同的操作人员将会带来不同的误差。
发明内容
本发明所要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术进行改进，提供一种激光测量最佳测量位置定位系统，解决目前技术中不同的操作人员再测量中不能准确定位，确保激光垂直入射到被测物体表面，从而带来不同误差的问题。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种激光测量最佳测量位置定位系统，包括激光设备、CCD摄像机和中央处理系统，其特征在于，所述的激光设备发射出三条有效测量激光线，有效测量激光线为宽度很窄的光带，在被测物表面形成平行的代表被测物轮廓尺寸的光截外形曲线，正中心的激光线垂直于激光设备射出，两侧的激光线与正中央的激光线的夹角相等，由CCD摄像机获取光截外形曲线，然后中央处理系统对获得的光截外形曲线计算光截外形曲线的间距，分析激光设备是否正对被测物，得出结果后提示操作人员调整激光设备正对被测物。例如当利用本发明所述的激光测量最佳测量位置定位系统进行车轮轮对、制动盘等物体的测量时，当激光设备正对车轮轮对的轴心时，其发射出的三条有效测量激光线所形成的光截外形曲线的间距将会完全相等，若一个间距小，一个间距大，则说明激光设备没有正对车轮轮对的轴心，入射角度有一定的偏差，将激光设备向光截外形曲线间距大的方向调整，直至两个间距完全相等，则表明激光设备正对轴心，此刻所得的光截外形曲线为最佳的轮廓尺寸数据，不会因为人为的测量位置偏差而对轮廓尺寸的计算造成误差，使得到的结果数据更精准、更真实可靠。
进一步的，所述的激光设备还发射出定位激光线，定位激光线的数量为零条及零以上的偶数条，均匀对称分布在有效测量激光的两侧。根据工件表面的复杂性和需要测量的参数的特性确定到底有多少条激光线，激光线数量越多的话，测量越精确，但是计算复杂度越高。
进一步的，所述的定位激光线在激光设备正照射在一平面上时，定位激光线照射形成的光截外形曲线为等间距。将定位激光线以等间距夹角出射，可使计算结果更简单明了，若有效测量激光线左侧的定位激光线的光截外形曲线间距大于有效测量激光线右侧的定位激光线的光截外形曲线间距，则说明激光设备偏向了右侧，需要向左侧调整，反之亦然。
进一步的，所述的中央处理系统中建立关键位置的理想轮廓标准曲线，中央处理系统将实测时有效测量激光线所形成的光截外形曲线与理想轮廓标准曲线进行对比，分析当前激光设备是否存在旋转的偏差，提示操作人员旋转激光设备调整到最佳入射方向。在激光设备已正对被测物时，任然可能存在照射角度的偏差，例如在对车轮轮对进行测量时，激光设备已正对车轮轮对的轴心线，但可以沿车轮轮对轴心线左右偏移，还可能沿激光入射方向旋转偏移，此种情况下得到的光截外形曲线都存在误差，都会造成测量计算结果的偏差，严重影响对被测物的判断。
进一步的，所述的中央处理系统上还连接有智能语音提示系统，中央处理系统分析计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给智能语音提示系统实现语音提示：太远/太近/左转/右转，使激光测量最佳测量位置定位系统使用更人性化，调整激光设备的位置更方便。
进一步的，所述的中央处理系统上还连接有图像显示系统，中央处理系统分析计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给图像显示系统，图像显示系统模拟显示出的最佳测量位置和当前测量位置的示意图，可以更直观的观看到偏移的位置，方便调整。
进一步的，激光测量最佳测量位置定位系统的定位检测流程为，激光设备发出线激光入射到被测物表面，CCD摄像机获取轮廓的光截外形曲线，中央处理系统进行图像校正，然后分析计算当前检测位置是否为最佳检测位置，如果不是则通过智能语音提示系统和图像显示系统提示操作人员具体的激光设备的调整方向，待操作人员调整激光设备位置后重复上述流程，直至达到最佳检测位置，最后输出被测物的相关结果数据。本发明采用循环反馈的方式不断的修正激光设备的检测位置，直至调整到最佳检测位置，使得到的被测物的尺寸数据更准确可靠。
与现有技术相比，本发明优点在于：
本发明所述的激光测量最佳测量位置定位系统利用多条激光线照射到被测物表面，通过CCD获取平行的光截外形曲线，通过计算分析光截外形曲线的间距得到激光设备的偏移状况，并且中央处理系统中建立有关键位置的理想轮廓标准曲线，通过与实测的光截外形曲线对比得到激光设备相对于关键点存在的旋转关系，提示操作人员调整激光设备的位置，最终达到最佳检测位置，减少测量数据受到人为测量位置偏差所带来的误差，使对被测物的尺寸数据结果更准确、更真实可靠，能对被测物做出准确的判断；
并且本发明所述的激光测量最佳测量位置定位系统还设置有智能语音提示系统和图像显示系统，可以使得操作人员更直观更方便的进行测量位置的调整，提高测量的效率，使用更方便；
本发明所述的激光测量最佳测量位置定位系统结构简单，制造成本低，适用性强，操作简单，经济效益高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为有效测量激光线判定偏移方向原理图；
图3为定位激光线判定偏移方向原理图；
图4为图像显示系统的提示画面示意图；
图5为定位监测流程示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例公开一种激光测量最佳测量位置定位系统，在不同的操作人员对物体进行测量时，将实测曲线与参照曲线进行对比，提示操作人员偏离最佳测量位置的方向，直至操作人员调整位置至最佳测量位置。
一种激光测量最佳测量位置定位系统，包括激光设备、CCD摄像机和中央处理系统，激光设备可采用无固定支架便携手持式的，也可采用自适应智能式的激光设备等。如图1和图2所示，激光设备发射出三条有效测量激光线，有效测量激光线为宽度很窄的光带，在被测物表面形成平行的代表被测物轮廓尺寸的光截外形曲线，正中心的激光线垂直于激光设备射出，两侧的激光线与正中央的激光线的夹角相等，由CCD摄像机获取光截外形曲线，然后中央处理系统对获得的光截外形曲线计算光截外形曲线的间距，分析激光设备是否正对被测物，得出结果后提示操作人员调整激光设备正对被测物。
如图2所示，激光线1、激光线2、激光线3为有效测量激光线，激光线1与激光线2的夹角和激光线2与激光线3的夹角相等，当激光设备完全垂直入射到被测面时，d12等于d23，若发生偏移，且d12＞d23，则可判断激光设备向左偏了，需要向右调整；若d12小于d23，则可判断激光设备向右偏了，需要向左调整。
如图3所示，激光设备还发射出定位激光线，定位激光线的数量为零条及零以上的偶数条，均匀对称分布在有效测量激光的两侧。定位激光线在激光设备正照射在一平面上时，定位激光线照射形成的光截外形曲线为等间距。激光线4、激光线5、激光线6、激光线7为定位激光线，当激光设备完全垂直入射到被测面时，有d12=d23，d16=d67=d34=d45，若发生偏移，且有d67>d16>d34>d45，则可判断激光设备向左偏了，需要向右调整；若d67<d16<d34<d45，则可判断激光设备向右偏了，需要向左调整。
中央处理系统中建立关键位置的理想轮廓标准曲线，中央处理系统将实测时有效测量激光线所形成的光截外形曲线与理想轮廓标准曲线进行对比，分析当前激光设备是否存在旋转的偏差，提示操作人员旋转激光设备调整到最佳入射方向。根据特定的测量目标，定位检测关键点，并预先保存该关键点所得理想的轮廓标准曲线。测量时，将视场内所得曲线与标准曲线对比，可对比出当前测量仪器是否相对于关键点存在旋转关系。
中央处理系统上还连接有智能语音提示系统，中央处理系统计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给智能语音提示系统实现语音提示：太远/太近/左转/右转。
如图4所示，中央处理系统上还连接有图像显示系统，中央处理系统分析计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给图像显示系统，设计提示画面，图像显示系统模拟显示出的最佳测量位置和当前测量位置的示意图，实现显示测量过程。
如图5所示，激光测量最佳测量位置定位系统的定位检测流程为，激光设备发出线激光入射到被测物表面，CCD摄像机获取轮廓的光截外形曲线，中央处理系统进行图像校正，然后对当前测量位置得到的光截外形曲线进行计算，分析计算当前检测位置是否为最佳检测位置，如果不是则通过智能语音提示系统和图像显示系统提示操作人员具体的激光设备的调整方向：首先判断是否距离最佳，如果不是则以语音、画面提示：太远、太近，然后调整位置重复以上步骤，如果已达到最佳距离则进行下一步判断；判断是否垂直入射，如果不是则语音、画面提示：倾斜，然后调整位置重复以上步骤，如果已达到垂直入射则进行下一步判断；判断是否相对轴心线有偏转，如果未达要求则语音、画面提示：旋转，然后调整位置重复以上步骤，如已达最佳位置则最后输出被测物的相关结果数据。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种激光测量最佳测量位置定位系统，包括激光设备、CCD摄像机和中央处理系统，所述的激光设备发射出三条有效测量激光线，有效测量激光线为宽度很窄的光带，在被测物表面形成平行的代表被测物轮廓尺寸的光截外形曲线，正中心的激光线垂直于激光设备射出，两侧的激光线与正中央的激光线的夹角相等，由CCD摄像机获取光截外形曲线，然后中央处理系统对获得的光截外形曲线计算光截外形曲线的间距，分析激光设备是否正对被测物，得出结果后提示操作人员调整激光设备正对被测物,其特征在于：所述的中央处理系统中建立关键位置的理想轮廓标准曲线，中央处理系统将实测时有效测量激光线所形成的光截外形曲线与理想轮廓标准曲线进行对比，分析当前激光设备是否存在旋转的偏差，提示操作人员旋转激光设备调整到最佳入射方向。
2.根据权利要求1所述的激光测量最佳测量位置定位系统，其特征在于，所述的激光设备还发射出定位激光线，定位激光线的数量为零条或者零以上的偶数条，均匀对称分布在有效测量激光的两侧。
3.根据权利要求2所述的激光测量最佳测量位置定位系统，其特征在于，所述的定位激光线在激光设备正照射在一平面上时，定位激光线照射形成的光截外形曲线为等间距。
4.根据权利要求1所述的激光测量最佳测量位置定位系统，其特征在于，所述的中央处理系统上还连接有智能语音提示系统，中央处理系统分析计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给智能语音提示系统实现语音提示：太远/太近/左转/右转。
5.根据权利要求1所述的激光测量最佳测量位置定位系统，其特征在于，所述的中央处理系统上还连接有图像显示系统，中央处理系统分析计算当前测量位置是否偏移后将结果传送给图像显示系统，图像显示系统模拟显示出的最佳测量位置和当前测量位置的示意图。
6.根据权利要求1所述的激光测量最佳测量位置定位系统，其特征在于，激光测量最佳测量位置定位系统的定位检测流程为，激光设备发出线激光入射到被测物表面，CCD摄像机获取轮廓的光截外形曲线，中央处理系统进行图像校正，然后分析计算当前检测位置是否为最佳检测位置，如果不是则通过智能语音提示系统和图像显示系统提示操作人员具体的激光设备的调整方向，待操作人员调整激光设备位置后重复上述流程，直至达到最佳检测位置，最后输出被测物的相关结果数据。
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