CN109443211A - 一种空间三维位置测量装置 - Google Patents

一种空间三维位置测量装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109443211A
CN109443211A CN201811522574.XA CN201811522574A CN109443211A CN 109443211 A CN109443211 A CN 109443211A CN 201811522574 A CN201811522574 A CN 201811522574A CN 109443211 A CN109443211 A CN 109443211A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser
dimensional position
dimensional
electro
spatial
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201811522574.XA
Other languages
English (en)
Inventor
李昆
何小妹
何学军
王爱军
王洪博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Original Assignee
Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC filed Critical Beijing Changcheng Institute of Metrology and Measurement AVIC
Priority to CN201811522574.XA priority Critical patent/CN109443211A/zh
Publication of CN109443211A publication Critical patent/CN109443211A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Abstract

本发明公开的一种空间三维位置测量装置，属于位置测量领域。本发明主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元、紧固圆环、激光窄带通滤光片、镜头壳体、信号处理电路板、激光反射基板、固定螺丝孔、光电探测装置基座。所述激光发射装置B包括激光测距传感器、激光准直器、半导体激光器、光学调整台、调节螺旋杆、激光发射装置基座和顶丝。本发明用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现与激光反射基板的距离测量，实现光电探测装置到激光发射装置的三维位置偏差测量。

Description

一种空间三维位置测量装置
技术领域
本发明涉及不同物体或装置运动空间相对位置同步测量装置，具体涉及一种空间三维位置测量装置，属于位置测量领域。
背景技术
大型无损检测设备的发射、接收两探头通常安装在两套具有同步运动功能的多轴控制系统上，两探头的运动轨迹理论上是始终保持具有等效长度的两条空间曲线。但由于多轴系统的安装误差、控制系统的定位误差以及在运动中的其他机械结构特点引入的误差等问题，容易导致发射、接收两探头在实际运动过程中出现相对运动偏差的情况，从而出现非理想的同步运动状态，进而影响无损检测设备检测结果的准确度。因此，在发射、接收两探头进行同步定位偏差测量是分离探头误差与机械运动控制系统误差的最有效方法。然而，由于大型无损检测设备的发射、接收探头通常是尺寸较小，并且现阶段尚无能够直接进行空间三维位置偏差测量的传感器。
发明内容
本发明公开的一种空间三维位置测量装置要解决的技术问题是：实现对不同物体或装置的运动空间相对位置三维同步测量，具有测量精度高的优点。
为实现上述的发明目的，本发明的技术方案以如下方式实现。
本发明公开的一种空间三维位置测量装置主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元、紧固圆环、激光窄带通滤光片、镜头壳体、信号处理电路板、激光反射基板、固定螺丝孔、光电探测装置基座。所述激光发射装置B包括激光测距传感器、激光准直器、半导体激光器、光学调整台、调节螺旋杆、激光发射装置基座和顶丝。所述激光窄带通滤光片通过紧固圆环与镜头壳体固定形成光学位置敏感镜头，光学位置敏感镜头通过激光反射基板上的固定孔固定。所述二维位置敏感器件PSD固定连接在信号处理电路板上，信号处理电路板与激光反射基板固定而形成光电探测装置A。所述激光准直器安装在半导体激光器上，并用顶丝固定，与激光测距传感器安装在光学调整台而形成激光发射装置B。
作为优选，所述激光测距传感器是基于激光三角测距法的直线位移测量装置。
作为优选，所述信号处理电路板与激光反射基板固定方式为，电路板信号处理电路板通过激光反射基板内部的固定螺丝孔固定而形成光电探测装置。
本发明公开的一种空间三维位置测量装置的工作方法为：采用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现激光测距传感器与激光反射基板的距离测量，从而实现光电探测装置B到激光发射装置A的三维位置偏差测量即实现对不同物体或装置的运动空间相对位置三维同步测量，所述三维同步测量结果通过通信接口将数据实时传输和显示。
作为优选，所述三维同步测量结果通过利用激光干涉仪作为标准器进行补偿修正，进一步提高三维同步测量精度。
有益效果：
1、本发明公开的一种空间三维位置测量装置，用半导体激光器做光源和二维位置敏感器件PSD单元做光敏感器件来实现半导体激光器与二维位置敏感器件PSD单元的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器实现与激光反射基板的距离测量，从而实现光电探测装置到激光发射装置的三维位置偏差测量。
2、本发明公开的一种空间三维位置测量装置，由于二维位置敏感器件PSD 单元做光敏感器件的测量精度高，因此，测量精度高，此外，所述三维同步测量结果通过利用激光干涉仪作为标准器进行补偿修正，进一步提高三维同步测量精度。
3、本发明公开的一种空间三维位置测量装置，所述三维同步测量结果通过通信接口将数据实时传输和显示。
附图说明
图1是本发明公开的一种空间三维位置测量装置的结构示意图。
其中：1-二维位置敏感器件PSD单元、2-紧固圆环、3-激光窄带通滤光片、4—镜头壳体、5-信号处理电路板、6-激光反射基板、7-固定螺丝孔、8-光电探测装置基座、9-激光测距传感器、10-激光准直器、11-半导体激光器、12-光学调整台、13-调节螺旋杆、14-激光发射装置基座、15-顶丝。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中及实施例，对本发明进行进一步详细说明。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
如图1所示，本实施例公开的一种空间三维位置测量装置，包括二维位置敏感器件PSD单元1、紧固圆环2、激光窄带通滤光片3、镜头壳体4、信号处理电路板5、激光反射基板6、固定螺丝孔7、光电探测装置基座8、激光测距传感器9、激光准直器10、半导体激光器11、二维光学调整台12、调节螺旋杆 13、激光发射装置基座14和顶丝15。激光窄带通滤光片3通过紧固圆环2与镜头壳体4固定形成光学位置敏感镜头，并通过激光反射基板6上的固定孔固定。二维位置敏感器件PSD单元1焊接固定连接在信号处理电路板5上，并通过激光反射基板6内部的固定螺丝孔7固定而形成光电探测装置A。所述激光准直器 10安装在半导体激光器11上，并用顶丝15固定，与激光测距传感器16安装在二维光学调整台12而形成激光发射装置B。激光测距传感器9是采用基于激光三角测距法的直线位移测量装置。
本实施例公开的一种空间三维位置测量装置的工作方法为：采用半导体激光器11做光源和二维位置敏感器件PSD单元1做光敏感器件来实现半导体激光器11与二维位置敏感器件PSD单元1的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器9实现与激光反射基板6的距离测量，从而实现光电探测装置B到激光发射装置A的三维位置偏差测量。装置通过通信接口将数据实时传输和显示。
以上所述的具体描述，对发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种空间三维位置测量装置，其特征在于：主要由光电探测装置A和激光发射装置B组成，所述光电探测装置A包括二维位置敏感器件PSD单元(1)、紧固圆环(2)、激光窄带通滤光片(3)、镜头壳体(4)、信号处理电路板(5)、激光反射基板(6)、固定螺丝孔(7)、光电探测装置基座(8)；所述激光发射装置B包括激光测距传感器(9)、激光准直器(10)、半导体激光器(11)、光学调整台(12)、调节螺旋杆(13)、激光发射装置基座(14)和顶丝(15)；所述激光窄带通滤光片(3)通过紧固圆环(2)与镜头壳体(4)固定形成光学位置敏感镜头，光学位置敏感镜头通过激光反射基板(6)上的固定孔固定；所述二维位置敏感器件PSD(1)固定连接在信号处理电路板(5)上，信号处理电路板(5)与激光反射基板(6)固定而形成光电探测装置A；所述激光准直器(10)安装在半导体激光器上(11)，并用顶丝(15)固定，与激光测距传感器(9)安装在光学调整台(12)而形成激光发射装置B。
2.如权利要求1所述的一种空间三维位置测量装置，其特征在于：所述激光测距传感器是基于激光三角测距法的直线位移测量装置。
3.如权利要求1或2所述的一种空间三维位置测量装置，其特征在于：所述信号处理电路板(5)与激光反射基板(6)固定方式为，电路板信号处理电路板(5)通过激光反射基板(6)内部的固定螺丝孔固定而形成光电探测装置。
4.如权利要求3所述的一种空间三维位置测量装置，其特征在于：采用半导体激光器(11)做光源和二维位置敏感器件PSD单元(1)做光敏感器件来实现半导体激光器(11)与二维位置敏感器件PSD单元(1)的空间二维相对位置的精确测量，再通过采用激光测距传感器(9)实现激光测距传感器(9)与激光反射基板(6)的距离测量，从而实现光电探测装置B到激光发射装置A的三维位置偏差测量即实现对不同物体或装置的运动空间相对位置三维同步测量，所述三维同步测量结果通过通信接口将数据实时传输和显示。
5.如权利要求4所述的一种空间三维位置测量装置，其特征在于：所述三维同步测量结果通过利用激光干涉仪作为标准器进行补偿修正，进一步提高三维同步测量精度。
CN201811522574.XA 2018-12-13 2018-12-13 一种空间三维位置测量装置 Pending CN109443211A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811522574.XA CN109443211A (zh) 2018-12-13 2018-12-13 一种空间三维位置测量装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811522574.XA CN109443211A (zh) 2018-12-13 2018-12-13 一种空间三维位置测量装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN109443211A true CN109443211A (zh) 2019-03-08

Family

ID=65557837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811522574.XA Pending CN109443211A (zh) 2018-12-13 2018-12-13 一种空间三维位置测量装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109443211A (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110230991A (zh) * 2019-06-06 2019-09-13 武汉科技大学 一种基于psd的实验室用薄板坡口信号采集装置
CN111998775A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种用于运动滑台姿态高精度实时测量的装置

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1240270A (zh) * 1999-07-02 2000-01-05 清华大学 目标空间位置及姿态激光跟踪测量系统及其测量方法
CN1641312A (zh) * 2004-01-09 2005-07-20 中国科学院沈阳自动化研究所 基于psd的三维测量方法
CN2861975Y (zh) * 2005-07-29 2007-01-24 清华同方威视技术股份有限公司 用于空间位置精确测量的设备
US7312862B2 (en) * 2005-03-29 2007-12-25 Leica Geosystems Ag Measurement system for determining six degrees of freedom of an object
CN201322606Y (zh) * 2008-12-16 2009-10-07 大连光程光电科技有限公司 起重机变形激光测量仪
CN103063201A (zh) * 2012-12-19 2013-04-24 江苏安德信超导加速器科技有限公司 一种三维位姿探测装置及其测量方法
CN104142124A (zh) * 2014-06-18 2014-11-12 重庆地质矿产研究院 一种带倾斜校正的非接触激光地表位移监测装置
CN107152911A (zh) * 2017-06-01 2017-09-12 无锡中车时代智能装备有限公司 基于psd反馈的点激光传感器与机器人相对位置的标定方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1240270A (zh) * 1999-07-02 2000-01-05 清华大学 目标空间位置及姿态激光跟踪测量系统及其测量方法
CN1641312A (zh) * 2004-01-09 2005-07-20 中国科学院沈阳自动化研究所 基于psd的三维测量方法
US7312862B2 (en) * 2005-03-29 2007-12-25 Leica Geosystems Ag Measurement system for determining six degrees of freedom of an object
CN2861975Y (zh) * 2005-07-29 2007-01-24 清华同方威视技术股份有限公司 用于空间位置精确测量的设备
CN201322606Y (zh) * 2008-12-16 2009-10-07 大连光程光电科技有限公司 起重机变形激光测量仪
CN103063201A (zh) * 2012-12-19 2013-04-24 江苏安德信超导加速器科技有限公司 一种三维位姿探测装置及其测量方法
CN104142124A (zh) * 2014-06-18 2014-11-12 重庆地质矿产研究院 一种带倾斜校正的非接触激光地表位移监测装置
CN107152911A (zh) * 2017-06-01 2017-09-12 无锡中车时代智能装备有限公司 基于psd反馈的点激光传感器与机器人相对位置的标定方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110230991A (zh) * 2019-06-06 2019-09-13 武汉科技大学 一种基于psd的实验室用薄板坡口信号采集装置
CN110230991B (zh) * 2019-06-06 2024-02-20 武汉科技大学 一种基于psd的实验室用薄板坡口信号采集装置
CN111998775A (zh) * 2020-08-24 2020-11-27 中国航空工业集团公司北京长城计量测试技术研究所 一种用于运动滑台姿态高精度实时测量的装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104335067B (zh) 坐标测量系统与方法
CN1304879C (zh) 基于光程倍增补偿方法的二维光电自准直装置和测量方法
CN106153074B (zh) 一种惯性测量组合动态导航性能的光学标定系统和方法
CN105352514B (zh) 一种空间导航探测器地面标定的对准纠偏装置及方法
CN106197292A (zh) 一种建筑物位移监测方法
CN105509702A (zh) 光电惯性校靶系统三维空间角度测量仪
CN101644570B (zh) 航天三线阵ccd相机视主点在轨监测方法
CN111458108A (zh) 一种发射接收光轴平行度测量装置及测量方法
CN104634246A (zh) 目标空间坐标的浮动式立体视觉测量系统及测量方法
CN103712572A (zh) 结构光源与相机结合的物体轮廓三维坐标测量装置
CN109443211A (zh) 一种空间三维位置测量装置
CN108594258A (zh) 基于多普勒效应的修正式测速传感器及其标定与测量方法
RU2635336C2 (ru) Способ калибровки оптико-электронного аппарата и устройство для его осуществления
CN103822580B (zh) 超长框架变形与姿态的多点实时测量系统与方法
CN206192364U (zh) 基于x射线的vlbi测量系统以及地面验证装置
CN110873558B (zh) 一种距离和姿态角的测量装置及测量方法
CN108469531B (zh) 基于多普勒效应的双重修正式测速传感器及标定与测量方法
CN101762245A (zh) 红外产品零位检测仪
CN208596228U (zh) 基于多普勒效应的测速传感器
CN105403194A (zh) 一种光学标定测距测长装置和测距测长的方法
CN108398090A (zh) 并联机构式坐标测量仪
CN108646047A (zh) 基于多普勒效应带修正结构的测速传感器及标定与测量方法
CN205940927U (zh) 摆镜特性参数测试装置
CN104570580A (zh) 一种空间分布式相机视轴夹角测试方法
CN107806856A (zh) 一种模拟目标空间姿态的实验检测装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20190308