CN112129264A - 一种激光测距传感器测量系统及测量方法 - Google Patents

一种激光测距传感器测量系统及测量方法 Download PDF

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CN112129264A
CN112129264A CN202011124114.9A CN202011124114A CN112129264A CN 112129264 A CN112129264 A CN 112129264A CN 202011124114 A CN202011124114 A CN 202011124114A CN 112129264 A CN112129264 A CN 112129264A
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刘宜成
王宏
涂海燕
杨海鑫
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Sichuan University
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Sichuan University
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    • G01C3/24—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders using a parallactic triangle with fixed angles and a base of variable length in the observation station, e.g. in the instrument
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种激光测距传感器测量系统及测量方法，采用激光测距传感器和辅助测量装置，辅助测量装置包括参考面板和辅助参考面板，参考面、辅助参考面平行且间距已知，参考面板固定不动，辅助参考面板相对参考面板平行滑动，位于激光传感器与参考面板之间。目标点用激光测距传感器等效代替，测出其到参考面某一点的直线距离，辅助参考面板平行设在参考面板上，测出目标点到辅助参考面的直线距离，根据三角形的相似原理，便可得到目标点到参考面的垂直距离。本发明提供的方法可用于机械工程、控制科学与程、仪器科学与技术、测绘科学等多个领域中，具有结构简单，性能稳定良好，受环境影响小，成本廉价等多种优点。

Description

一种激光测距传感器测量系统及测量方法
技术领域
本说明书涉及检测技术领域，特别涉及一种激光测距传感器测量系统及测量方法。
背景技术
为了实现精准的操作任务，要求机器人机械臂有很高的末端定位精度，为了提高机械臂末端定位精度，需对其运动学参数进行准确标定，而这一目标实现的基础是能够对末端进行精准测量定位。
目前，大多数测量是通过激光测距传感器实现的，但是因为无法确保激光与参考面相垂直，所以大部分与角度传感器或CCD、PSD等光学检测仪器来协助完成测量目标。这些方式无疑增加了测量误差，且涉及工具较多，操作繁琐导致稳定性不足，效率较低。
发明内容
本发明提供了一种激光测距传感器测量系统及测量方法，采用末端测量定位，在避免使用多种测量工具的同时，还提高了测量精度，降低了成本，简化了测量系统。
具体的技术方案为：
一种激光测距传感器测量系统包括：激光测距传感器和辅助测量装置；
所述激光测距传感器，用来测量待测目标到某一点的直线距离；
所述辅助测量装置，包括参考面板和辅助参考面板；所述的参考面板的参考面和辅助参考面板的辅助参考面相互平行且间距固定，表面光滑。
辅助参考面板位于参考面板上方，所述的激光测距传感器位于辅助参考面板上方，参考面板设有滑槽，辅助参考面板与参考面板平行并形成滑动副，辅助参考面板沿着滑槽在参考面板上方滑动。
上述激光测距传感器测量系统的测量方法，包括以下步骤：
S1.由激光测距传感器测出目标点到参考面板的参考面上某一点的距离l1；
S2.保持激光测距传感器不动，将辅助参考面板放置到参考面板(M)上方，并与参考面板平行；辅助参考面板的辅助参考面到参考面板的参考面的距离为d1；
S3.由激光测距传感器测出目标点到辅助参考面的距离l2；
S4.根据三角形相似原理目标点点到参考面的距离d2为：
Figure BDA0002733025780000011
本发明公开了一种激光测距传感器测量系统及测量方法，采用激光测距传感器和辅助测量装置，获得目标点(即待测点)到参考面的距离。目标点用激光测距传感器等效代替，辅助测量装置包括参考面板和辅助参考面板，参考面、辅助参考面平行且间距已知，参考面板固定不动，参考面板具有一个滑槽，辅助参考面板与参考面板形成滑动副，辅助参考面板可以相对参考面板平行滑动，位于激光传感器与参考面板之间。测量过程中，先确定好激光测距传感器的位置，即为目标点，测出其到参考面某一点的直线距离，再滑动辅助参考面板，测出目标点到辅助参考面的直线距离，结合两个参考面板之间的距离固定且已知，根据三角形的相似原理，便可得到目标点到参考面的垂直距离。
本申请提供的方法可用于机械工程、控制科学与程、仪器科学与技术、测绘科学等多个领域中，相比现有的技术，避免使用诸如角度传感器或CCD、PSD等光学检测仪器来完成测量目标，具有结构简单，性能稳定良好，受环境影响小，成本廉价等多种优点。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
结合附图说明本发明的具体技术方案。
如图1所示，一种激光测距传感器测量系统，包括：激光测距传感器(P)和辅助测量装置；
所述激光测距传感器P，用来测量待测目标到某一点的直线距离；
所述辅助测量装置，包括参考面板M和辅助参考面板M’；所述的参考面板M的参考面和辅助参考面板M’的辅助参考面相互平行且间距固定，表面光滑。
辅助参考面板M’位于参考面板M上方，所述的激光测距传感器P位于辅助参考面板M’的辅助参考面上方，参考面板M设有滑槽，辅助参考面板M’与参考面板M平行并形成滑动副，辅助参考面板M’沿着滑槽在参考面板M上方滑动。
该激光测距传感器测量系统的测量方法，包括以下步骤：
S1.由激光测距传感器P测出目标点A到参考面板M的参考面上某一点E的距离l1；
S2.保持激光测距传感器P不动，将辅助参考面板M’放置到参考面板M上方，并与参考面板M平行；辅助参考面板M’的辅助参考面到参考面板M的参考面的距离为d1；
S3.由激光测距传感器P测出目标点A到辅助参考面的距离l2；
S4.根据三角形相似原理目标点A点到参考面的距离d2为：
Figure BDA0002733025780000021

Claims (3)

1.一种激光测距传感器测量系统，其特征在于，包括：激光测距传感器(P)和辅助测量装置；
所述激光测距传感器(P)，用来测量待测目标到某一点的直线距离；
所述辅助测量装置，包括参考面板(M)和辅助参考面板(M’)；所述的参考面板(M)的参考面和辅助参考面板(M’)的辅助参考面相互平行且间距固定，表面光滑。
2.根据权利要求1所述的一种激光测距传感器测量系统，其特征在于，辅助参考面板(M’)位于参考面板(M)上方，所述的激光测距传感器(P)位于辅助参考面板(M’)上方，参考面板(M)设有滑槽，辅助参考面板(M’)与参考面板(M)平行并形成滑动副，辅助参考面板(M’)沿着滑槽在参考面板(M)上方滑动。
3.一种激光测距传感器测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1.由激光测距传感器(P)测出目标点(A)到参考面板(M)的参考面上某一点(E)的距离l1；
S2.保持激光测距传感器(P)不动，将辅助参考面板(M’)放置到参考面板(M)上方，并与参考面板(M)平行；辅助参考面板(M’)的辅助参考面到参考面板(M)的参考面的距离为d1；
S3.由激光测距传感器(P)测出目标点(A)到辅助参考面的距离l2；
S4.根据三角形相似原理目标点(A)点到参考面的距离d2为：
Figure FDA0002733025770000011
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