CN116152283A - 一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及轮廓的计量技术领域，特别是涉及一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法。所述方法包括：S100，获取A；S200，获取B_i；S300，获取E^x _i；S400，如果eⁿ _i,x与H₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将其追加到H₁；S500，获取D_i和U_i；S600，如果u^y _i与J₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将其追加到J₁；否则，将其追加到L₁；S700，如果(D_i‑d^r _i)中某线激光传感器与J₂中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将其追加到J₂；否则，将其追加到F；S800，如果(L₁‑l _j)和F均为空，则判定获取分组线激光传感器集合的过程结束。本发明提高了光带的粗细一致性。

Description

一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法

技术领域

本发明涉及轮廓的计量技术领域，特别是涉及一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法。

背景技术

单台线激光传感器视野较小，为了能够支持较大视野的目标物体测量，一般采用多台线激光传感器拼接的方式来增大测量视野。但是，当多台线激光传感器同时对目标物体进行测量时，为了能够获取目标物体的完整轮廓，多台线激光传感器中线激光传感器对应的光路之间往往存在干涉，使得单台线激光传感器获取的目标物体的干涉区域的轮廓线变粗，导致干涉区域比非干涉区域的光带粗，整体光带的粗细不均匀，光带的粗细不一致。如何提高多台线激光传感器对目标物体进行测量时光带的粗细一致性，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法，用于提高多台线激光传感器对目标物体进行测量时光带的粗细一致性。

根据本发明，一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法，包括以下步骤：

S100，获取原始线激光传感器集合A={a₁,a₂,…,a_i,…,a_M}，a_i为用于获取目标物体的轮廓的第i台线激光传感器，i的取值范围为1到M，M为线激光传感器的数量。

S200，以a_i为起始线激光传感器，获取a_i对应的中间线激光传感器集合B_i={b¹ _i,b² _i,…,b^x _i,…,b^Q _i}，b^x _i为A中第x台与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器，x的取值范围为1到Q，Q为A中与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器的数量，Q≤M。

S300，获取B⁰ _x中存在于B_i中的无关线激光传感器集合E^x _i={e¹ _i,x,e² _i,x,…,eⁿ _i,x,…,e^N _i,x}，B⁰ _x为b^x _i对应的中间线激光传感器集合，eⁿ _i,x为B⁰ _x中第n台存在于B_i中的线激光传感器，n的取值范围为1到N，N为B⁰ _x中存在于B_i中的线激光传感器的数量，N≤Q。

S400，如果N≥2，则遍历E^x _i，如果eⁿ _i,x与a_i对应的第一目标线激光传感器集合H₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将eⁿ _i,x追加到H₁，H₁的初始化为{a_i,b^x _i}。

S500，获取a_i对应的第一线激光传感器集合D_i={d¹ _i,d² _i,…,d^r _i,…,d^S _i}和第二线激光传感器集合U_i=V_i+C_i；d^r _i为A中第r台与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器，r的取值范围为1到S，S为A中与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器的数量；V_i为E^x _i中未追加到H₁的线激光传感器的集合，C_i为B_i中与b^x _i存在重合覆盖范围的线激光传感器的集合。

S600，遍历U_i，如果u^y _i与d^r _i的第一分组线激光传感器集合J₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将u^y _i追加到J₁，J₁的初始化为{d^r _i}，u^y _i为U_i中第y台线激光传感器，y的取值范围为1到P，P为U_i中线激光传感器的数量；否则，将u^y _i追加到第二预设线激光传感器集合L₁，得到L₁={l ₁,l ₂,…,l _j,…,l _T}，l _j为第j个追加到L₁的线激光传感器，j的取值范围为1到T，T为追加到L₁的线激光传感器的数量；L₁的初始化为Null。

S700，遍历(D_i-d^r _i)，如果(D_i-d^r _i)中某线激光传感器与l _j的第二分组线激光传感器集合J₂中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到J₂，J₂的初始化为{l _j}；否则，将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到第三预设线激光传感器集合F，F的初始化为Null。

S800，如果(L₁-l _j)和F均为空，则判定获取分组线激光传感器集合的过程结束。

本发明至少具有以下有益效果：对于获取目标物体的轮廓的多台线激光传感器，本发明采用分组的技术方案，获取了分组线激光传感器集合，每个分组线激光传感器集合中线激光传感器之间不存在重合覆盖范围，由此，控制不同组对应的线激光传感器在不同的时间段曝光，即可避免上述多台线激光传感器中任意两台线激光传感器对应的光路干涉情况，进而提高光带的粗细一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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，本领域技术人员在没有作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。

根据本发明，提供一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法，如图1所示，包括：

S100，获取原始线激光传感器集合A={a₁,a₂,…,a_i,…,a_M}，a_i为用于获取目标物体的轮廓的第i台线激光传感器，i的取值范围为1到M，M为线激光传感器的数量。

根据本发明，单台线激光传感器的视野较小，当目标物体较大时，多台线激光传感器共同用于获取该目标物体的轮廓，多台线激光传感器中的不同线激光传感器对应的视野不同，对多台线激光传感器中的每台线激光传感器获取的目标物体的部分轮廓进行拼接，即可获取目标物体的完整轮廓。

S200，以a_i为起始线激光传感器，获取a_i对应的中间线激光传感器集合B_i={b¹ _i,b² _i,…,b^x _i,…,b^Q _i}，b^x _i为A中第x台与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器，x的取值范围为1到Q，Q为A中与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器的数量，Q≤M。

应当理解的是，多台线激光传感器对目标物体进行测量时，为了能够获取目标物体的完整轮廓，多台线激光传感器中线激光传感器的视野会存在交叉，多台线激光传感器同时对目标物体进行测量时线激光传感器对应的光路之间会存在干涉。

根据本发明，用于获取目标物体轮廓的多台线激光传感器中各线激光传感器的安装位置和对应的视野是已知的，因此任意两线激光传感器之间是否存在重合覆盖范围（即视野）也是已知的。

S300，获取B⁰ _x中存在于B_i中的无关线激光传感器集合E^x _i={e¹ _i,x,e² _i,x,…,eⁿ _i,x,…,e^N _i,x}，B⁰ _x为b^x _i对应的中间线激光传感器集合，eⁿ _i,x为B⁰ _x中第n台存在于B_i中的线激光传感器，n的取值范围为1到N，N为B⁰ _x中存在于B_i中的线激光传感器的数量，N≤Q。

根据本发明，B⁰ _x中任一线激光传感器与b^x _i无重合覆盖范围，B⁰ _x中存在于B_i中的线激光传感器集合中任一线激光传感器既与b^x _i无重合覆盖范围，也与a_i无重合覆盖范围。如果E^x _i为空，表示多台线激光传感器中不存在同时与b^x _i和a_i无重合覆盖范围的线激光传感器，那么H₁为{a_i,b^x _i}。

S400，如果N≥2，则遍历E^x _i，如果eⁿ _i,x与a_i对应的第一目标线激光传感器集合H₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将eⁿ _i,x追加到H₁，H₁的初始化为{a_i,b^x _i}。

根据本发明，如果N=1，则H₁={a_i,b^x _i,e¹ _i,x}。

应当理解的是，遍历E^x _i的过程中，随着E^x _i中有线激光传感器追加到H₁，H₁是不断更新的。作为一个实施例，如果e¹ _i,x与{a_i,b^x _i}中线激光传感器无重合覆盖范围，则将e¹ _i,x追加到H₁，那么H₁就更新为{a_i,b^x _i,e¹ _i,x}；如果e² _i,x与{a_i,b^x _i,e¹ _i,x}中线激光传感器无重合覆盖范围，则将e² _i,x追加到H₁，那么H₁就更新为{a_i,b^x _i,e¹ _i,x,e² _i,x}。

S500，获取a_i对应的第一线激光传感器集合D_i={d¹ _i,d² _i,…,d^r _i,…,d^S _i}和第二线激光传感器集合U_i=V_i+C_i；d^r _i为A中第r台与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器，r的取值范围为1到S，S为A中与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器的数量；V_i为E^x _i中未追加到H₁的线激光传感器的集合，C_i为B_i中与b^x _i存在重合覆盖范围的线激光传感器的集合。

根据本发明，U_i包括E^x _i中未追加到H₁的线激光传感器以及B_i中与b^x _i存在重合覆盖范围的线激光传感器。

S600，遍历U_i，如果u^y _i与d^r _i的第一分组线激光传感器集合J₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将u^y _i追加到J₁，J₁的初始化为{d^r _i}，u^y _i为U_i中第y台线激光传感器，y的取值范围为1到P，P为U_i中线激光传感器的数量；否则，将u^y _i追加到第二预设线激光传感器集合L₁，得到L₁={l ₁,l ₂,…,l _j,…,l _T}，l _j为第j个追加到L₁的线激光传感器，j的取值范围为1到T，T为追加到L₁的线激光传感器的数量；L₁的初始化为Null。

应当理解的是，遍历U_i的过程中，随着U_i中有线激光传感器追加到J₁，J₁是不断更新的。作为一个实施例，如果u¹ _i与{d^r _i}中线激光传感器无重合覆盖范围，则将u¹ _i追加到J₁，那么J₁就更新为{d^r _i,u¹ _i}；如果u² _i与{d^r _i,u¹ _i}中线激光传感器无重合覆盖范围，则将u² _i追加到J₁，那么J₁就更新为{d^r _i,u¹ _i,u² _i}。

S700，遍历(D_i-d^r _i)，如果(D_i-d^r _i)中某线激光传感器与l _j的第二分组线激光传感器集合J₂中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到J₂，J₂的初始化为{l _j}；否则，将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到第三预设线激光传感器集合F，F的初始化为Null。

应当理解的是，遍历(D_i-d^r _i)的过程中，随着(D_i-d^r _i)中有线激光传感器追加到J₂，J₂是不断更新的。

S800，如果(L₁-l _j)和F均为空，则判定获取分组线激光传感器集合的过程结束。

根据本发明，S800还包括：

S801，如果F为空，(L₁-l _j)不为空，则更新U_i为(L₁-l _j)，如果(L₁-l _j)中线激光传感器无重合覆盖范围，则将(L₁-l _j)作为一个分组线激光传感器集合。

根据本发明，S800还包括：

S802，如果(L₁-l _j)为空，F不为空，则更新D_i为F，如果F中线激光传感器无重合覆盖范围，则将F作为一个分组线激光传感器集合。

根据本发明，S800还包括：

S810，如果(L₁-l _j)和F均不为空，则更新U_i为(L₁-l _j)，D_i为F，重复步骤S600-S700，获取第三分组线激光传感器集合和第四分组线激光传感器集合；继续更新U_i和D_i，重复步骤S600-S700，获取对应的分组线激光传感器集合，直至更新后的U_i或更新后的D_i为空。

根据本发明，如果(L₁-l _j)和F均不为空，则继续对(L₁-l _j)和F中的线激光传感器进行分组，分组的技术方案与步骤S600-S700分组的技术方案类似，区别在于S600-S700针对的是S500中的D_i和U_i，对(L₁-l _j)和F中的线激光传感器进行分组时针对的是更新后的D_i（即L₁-l _j）和U_i（即F）。同理，按照S600-S700分组的技术方案可对再次更新后的U_i和更新后的D_i进行分组，直至更新后的U_i或更新后的D_i为空。如果更新后的U_i和更新后的D_i均为空，则不再执行S820，判定获取分组线激光传感器集合的过程结束。

S820，如果更新后的U_i不为空，且更新后的U_i中线激光传感器无重合覆盖范围，则将更新后的U_i作为一个分组线激光传感器集合；如果更新后的D_i不为空，且更新后的D_i中线激光传感器无重合覆盖范围，则将更新后的D_i作为一个分组线激光传感器集合。

根据本发明，S820还包括：

S821，如果更新后的U_i不为空，且更新后的U_i中线激光传感器存在重合覆盖范围，则遍历更新后的U_i，如果u’_g与u’_q对应的分组线激光传感器集合H’₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将u’_g追加到H’₁，H’₁的初始化为{u’_q}，u’_g和u’_q分别为更新后的U_i中的第g台和第q台线激光传感器，g和q的取值范围均为1到Q_u，g≠q，Q_u为更新后的U_i中线激光传感器的数量。

根据本发明，遍历更新后的U_i的过程中，随着更新后的U_i中有线激光传感器追加到H’₁，H’₁是不断更新的。

S822，更新U_i为(U_i-H’₁)，重复S821，获取对应的分组线激光传感器集合，直至更新后的U_i为空。

根据本发明，S820还包括：如果更新后的D_i不为空，且更新后的D_i中线激光传感器存在重合覆盖范围，对更新后的D_i中线激光传感器进行分组；对更新后的D_i中线激光传感器进行分组的技术方案与S821的技术方案类似，此处不再赘述。

作为一个实施例，将得到的第一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，将每一分组线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光；任意两组线激光传感器在获取目标物体的轮廓的过程中对应的曝光时间段不存在重合。

本发明对于获取目标物体的轮廓的多台线激光传感器，采用分组的技术方案，获取了分组线激光传感器集合，每个分组线激光传感器集合中线激光传感器之间不存在重合覆盖范围，由此，控制不同组对应的线激光传感器在不同的时间段曝光，即可避免上述多台线激光传感器中任意两台线激光传感器对应的光路干涉情况，进而提高光带的粗细一致性。

优选的，本发明的多台线激光传感器分组曝光的处理方法还包括：

S900，更新A为(A-∑ ^W-1 _z=1 H _z )，H_z为第z目标线激光传感器集合，z的取值范围为1到W-1，重复步骤S100-S400，获取第W目标线激光传感器集合H_W，W=2；W=W+1，直至原始线激光传感器集合A中所有线激光传感器均存在于目标线激光传感器集合中，将得到的目标线激光传感器集合的数量记为K₁。

S1000，如果K₁≤(K₂+1)，则将得到的每一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，K₂为得到的分组线激光传感器集合的数量；如果K₁>(K₂+1)，则将得到的第一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，将每一分组线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光；任意两组线激光传感器在获取目标物体的轮廓的过程中对应的曝光时间段不存在重合。

根据本发明，目标线激光传感器集合和分组线激光传感器集合是按照两种不同的分组技术方案得到的不同的分组结果。优选的，在对多台线激光传感器进行分组时，分组数量应该尽量少，由此可在光路不干涉的前提下保证多台线激光传感器对应的最大帧率数值最大，提高获取目标物体的轮廓的效率。

当K₁≤(K₂+1)且K₁≥2时，最大帧率数符合如下关系：

其中，f_max为最大帧率数，le6=10⁶，t_c为第c组线激光传感器的曝光时长，t₀为预设的线激光的光能量消逝时长，

为第K₁组线激光传感器的曝光时长。可选的，t₀为10微秒。

当K₁=1时，f_max=le6/t₁，t₁为第1组线激光传感器的曝光时长。

当K₁>(K₂+1)时，最大帧率数符合如下关系：

其中，t_h为第h组线激光传感器的曝光时长，

为第(K₂+1)组线激光传感器的曝光时长。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员还应理解，可以对实施例进行多种修改而不脱离本发明的范围和精神。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100，获取原始线激光传感器集合A={a₁,a₂,…,a_i,…,a_M}，a_i为用于获取目标物体的轮廓的第i台线激光传感器，i的取值范围为1到M，M为线激光传感器的数量；

S200，以a_i为起始线激光传感器，获取a_i对应的中间线激光传感器集合B_i={b¹ _i,b² _i,…,b^x _i,…,b^Q _i}，b^x _i为A中第x台与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器，x的取值范围为1到Q，Q为A中与a_i无重合覆盖范围的线激光传感器的数量，Q≤M；

S300，获取B⁰ _x中存在于B_i中的无关线激光传感器集合E^x _i={e¹ _i,x,e² _i,x,…,eⁿ _i,x,…,e^N _i,x}，B⁰ _x为b^x _i对应的中间线激光传感器集合，eⁿ _i,x为B⁰ _x中第n台存在于B_i中的线激光传感器，n的取值范围为1到N，N为B⁰ _x中存在于B_i中的线激光传感器的数量，N≤Q；

S400，如果N≥2，则遍历E^x _i，如果eⁿ _i,x与a_i对应的第一目标线激光传感器集合H₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将eⁿ _i,x追加到H₁，H₁的初始化为{a_i,b^x _i}；

S500，获取a_i对应的第一线激光传感器集合D_i={d¹ _i,d² _i,…,d^r _i,…,d^S _i}和第二线激光传感器集合U_i=V_i+C_i；d^r _i为A中第r台与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器，r的取值范围为1到S，S为A中与a_i存在重合覆盖范围的线激光传感器的数量；V_i为E^x _i中未追加到H₁的线激光传感器的集合，C_i为B_i中与b^x _i存在重合覆盖范围的线激光传感器的集合；

S600，遍历U_i，如果u^y _i与d^r _i的第一分组线激光传感器集合J₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将u^y _i追加到J₁，J₁的初始化为{d^r _i}，u^y _i为U_i中第y台线激光传感器，y的取值范围为1到P，P为U_i中线激光传感器的数量；否则，将u^y _i追加到第二预设线激光传感器集合L₁，得到L₁={l ₁,l ₂,…,l _j,…,l _T}，l _j为第j个追加到L₁的线激光传感器，j的取值范围为1到T，T为追加到L₁的线激光传感器的数量；L₁的初始化为Null；

S700，遍历(D_i-d^r _i)，如果(D_i-d^r _i)中某线激光传感器与l _j的第二分组线激光传感器集合J₂中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到J₂，J₂的初始化为{l _j}；否则，将(D_i-d^r _i)中该线激光传感器追加到第三预设线激光传感器集合F，F的初始化为Null；

S800，如果(L₁-l _j)和F均为空，则判定获取分组线激光传感器集合的过程结束。

2.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：

S900，更新A为(A-∑ ^W-1 _z=1 H _z )，H_z为第z目标线激光传感器集合，z的取值范围为1到W-1，重复步骤S100-S400，获取第W目标线激光传感器集合H_W，W=2；W=W+1，直至原始线激光传感器集合A中所有线激光传感器均存在于目标线激光传感器集合中，将得到的目标线激光传感器集合的数量记为K₁；

S1000，如果K₁≤(K₂+1)，则将得到的每一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，K₂为得到的分组线激光传感器集合的数量；如果K₁>(K₂+1)，则将得到的第一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，将每一分组线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光；任意两组线激光传感器在获取目标物体的轮廓的过程中对应的曝光时间段不存在重合。

3.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，S800还包括：

S810，如果(L₁-l _j)和F均不为空，则更新U_i为(L₁-l _j)，D_i为F，重复步骤S600-S700，获取第三分组线激光传感器集合和第四分组线激光传感器集合；继续更新U_i和D_i，重复步骤S600-S700，获取对应的分组线激光传感器集合，直至更新后的U_i或更新后的D_i为空；

S820，如果更新后的U_i不为空，且更新后的U_i中线激光传感器无重合覆盖范围，则将更新后的U_i作为一个分组线激光传感器集合；如果更新后的D_i不为空，且更新后的D_i中线激光传感器无重合覆盖范围，则将更新后的D_i作为一个分组线激光传感器集合。

4.根据权利要求3所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，S820还包括：

S821，如果更新后的U_i不为空，且更新后的U_i中线激光传感器存在重合覆盖范围，则遍历更新后的U_i，如果u’_g与u’_q对应的分组线激光传感器集合H’₁中线激光传感器均无重合覆盖范围，则将u’_g追加到H’₁，H’₁的初始化为{u’_q}，u’_g和u’_q分别为更新后的U_i中的第g台和第q台线激光传感器，g和q的取值范围均为1到Q_u，g≠q，Q_u为更新后的U_i中线激光传感器的数量；

S822，更新U_i为(U_i-H’₁)，重复S821，获取对应的分组线激光传感器集合，直至更新后的U_i为空。

5.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，S800还包括：

S801，如果F为空，(L₁-l _j)不为空，则更新U_i为(L₁-l _j)，如果(L₁-l _j)中线激光传感器无重合覆盖范围，则将(L₁-l _j)作为一个分组线激光传感器集合。

6.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，S800还包括：

S802，如果(L₁-l _j)为空，F不为空，则更新D_i为F，如果F中线激光传感器无重合覆盖范围，则将F作为一个分组线激光传感器集合。

7.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，S400还包括：如果N=1，则H₁={a_i,b^x _i,e¹ _i,x}。

8.根据权利要求1所述的多台线激光传感器分组曝光的处理方法，其特征在于，所述方法还包括：S910，将得到的第一目标线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光，将每一分组线激光传感器集合中的线激光传感器作为一组进行曝光；任意两组线激光传感器在获取目标物体的轮廓的过程中对应的曝光时间段不存在重合。

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