CN118168776A - 激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质，方法包括：针对各个激光光束，控制衰减组件对激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束，获取目标激光光束在图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置，根据目标激光光束的第一位置，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度，根据目标激光光束的第一位置和第二位置，确定目标激光光束相对设定光轴的目标偏移距离，根据各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，通过同一个光束检测设备，对多种激光光束的偏移情况的检测，可确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，提高了检测精度和适应性。

Description

激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质

技术领域

本申请涉及激光检测技术领域，尤其涉及一种激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质。

背景技术

随着燃机效率的提升，特别是H级及以上燃机热端部件的服役条件更加严苛，对冶金加工质量要求越来越高，长脉冲激光加工质量已不满足工件加工需求，故使用长脉冲激光粗加工与超快激光“精修”模式的复合激光加工方式开始成为应用热点。

然而，相关技术中针对多光源复合加工系统的检测复杂度高，精度低，因此，如何提高系统中光源的光束姿态的检测精度，是需要解决的技术问题。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本申请提出一种激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质，基于同一个光束检测设备，对多种激光光束的偏移情况的检测，可确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，提高了加工系统的检测精度和适应性。

本申请一方面实施例提出了一种激光光束的检测方法，包括：

针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个所述激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对所述激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束；

获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置；

根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度；

根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离；

根据各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

本申请另一方面实施例提出了一种激光光束的检测装置，包括：

控制模块，用于针对所述多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个所述激光光束，控制所述光束检测设备中的衰减组件对所述激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束；

获取模块，用于获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置；

第一确定模块，用于根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度；

第二确定模块，用于根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离；

第三确定模块，用于根据各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

本申请另一方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如前述一方面所述的方法。

本申请另一方面实施例提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述一方面所述的方法。

本申请另一方面实施例提出了一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如前述一方面所述的方法。

本申请提出的激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质，确定多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束，针对每一个激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束，获取目标激光光束在光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置，根据目标激光光束的第一位置，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度，根据目标激光光束的第一位置和第二位置，确定目标激光光束相对设定光轴的目标偏移距离，根据各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，基于同一个光束检测设备，对多种激光光束的偏移情况的检测，可确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，提高了检测精度和适应性。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种双光源复合加工系统的激光光束传输示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种激光光束的检测方法的流程示意图；

图3为本申请实施例提供的一种光束检测设备的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的另一种激光光束的检测方法的流程示意图；

图5为本申请实施例的长脉冲传输光束的距离误差示意图；

图6为本申请实施例的超快激光光束的距离误差示意图之一；

图7为本申请实施例的超快激光光束的距离误差示意图之二；

图8为本申请实施例提供的一种激光光束检测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的激光光束的检测方法、装置、电子设备和存储介质。

相关技术中，针对多光源复合加工系统的各个激光光束的检测，例如，图1是双光源复合加工系统的激光光束传输示意图，加工系统需要采用两种激光光源进行加工，即图1中的两种激光分别对应的光束1和光束2，针对该复合加工系统，需要根据各个激光特性针对性设置光束检测设备，传输的激光光束经图像采集组件汇聚成像，每个系统只能对单一激光光源的激光光束进行检测，从而，要完成多光源复合加工系统的检测需使用多套装置进行检测，每套检测装置均需提前对图像采集组件的中心进行标定，不仅在标定时容易引入标定误差，而且仅能完成单一光源的激光光束的姿态检测，因此，对多光源复合后的激光光束相对关系无法评价，无法满足多光源复合加工系统的检测需求。为此，本申请实施例提供了一种激光光束的检测方法，通过多光源光路系统的单一光路，实现对多种激光光束的偏移情况进行检测，提高了检测精度和适应性。

图2为本申请实施例所提供的一种激光光束的检测方法的流程示意图。

本公开实施例以该激光光束的检测方法被配置于激光光束的检测装置中来举例说明，该激光光束的检测装置可以应用于光束检测设备中。

作为一种示例，图3为本申请实施例提供的一种光束检测设备的结构示意图，其中，以待检测的多个激光光束为2个为例进行说明，分别称为激光光束1和激光光束2，例如，激光光束1为长脉冲传输光束，激光光束2为超快激光传输光束。如图1所示，该光束检测设备包括待检测的激光光束1和激光光束2，功率衰减组件3、聚焦组件4、移动组件5和图像采集组件6。

其中，光束检测设备用于对多光源复合加工系统中传输的各个激光光束的功率进行功率衰减以得到功率衰减后的各个目标激光光束，进而，针对每一个目标激光光束，将目标激光光束通过聚焦组件4进行聚焦，并通过图像采集组件在各个位置进行光束的光斑的采集，其中，图像采集组件6可以在移动组件5的带动下进行移动，改变图像采集组件6和聚焦组件4之间的距离，以使得图像采集组件6可以采集到聚焦的激光光束的焦点光斑，也可以采集到未聚焦的激光光束的离焦光斑，进而，通过处理装置可计算确定各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，从而确定多光源光路系统的激光光束姿态偏移信息。

如图2所示，该方法可以包括以下步骤：

步骤201，针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束。

其中，多个激光光束的波长、功率均不同，在多光源复合加工系统中，根据检测需求不同，可设置多个不同的激光光束。

作为一种示例，如图1所示的双光源复合加工系统中的激光光束，光束1为长脉冲传输光束，光束2为超快激光传输光束。

作为一种实现方式，衰减组件包括反射式衰减棱镜，通过激光衰减棱镜反射式的方法进行功率衰减，将各个激光光源的功率控制在设定范围，可适用于各种偏振态及大功率衰减场景，有效避免了吸收式衰减造成可能产生的热致变形与反射干涉情况的产生，可同时满足多种光源功率衰减需求。

作为一种示例，激光光源为两种，在长脉冲高功率激光的场景下，由于长脉冲加工功率过高，通过棱镜进行衰减后需增加吸能盒，以提高功率衰减的效果。例如，超快激光波束的波长为1030nm，功率20W；长脉冲高功率激光波束的波长为1070nm，最小输出功率100W。

步骤202，获取目标激光光束在光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置。

本申请实施例中，使用标准光管在光学平台上对图像采集组件的光束中心进行标定，输出设定光轴的中心坐标，进而，对于多个目标激光光源的激光光束分别进行检测，检测顺序不进行限定，从而，针对每一个目标激光光束，获取目标激光光束在图像采集组件上的焦点光斑的第一位置，其中，焦点光斑是指激光光束通过聚焦组件聚焦后在图像采集组件的靶面上成像得到的，也就是说图像采集组件的靶面和激光光束的聚焦平面重合，通过图像传感器分析软件，实时检测输出焦点光斑的中心位置，即第一位置，指示了聚焦状态下的激光光束相对设定光轴的位置偏差。

离焦光斑，是指图像采集组件的靶面和激光光束的聚焦平面不重合，即位于聚焦平面的前方或后方的情况下采集到的分散的光斑。离焦光斑的中心位置，即第二位置，指示了离焦状态下的激光光束相对设定光轴的位置偏差。

需要理解的是，第一位置的值，是相对图像采集组件的传感器靶面中心位置的偏差值，图像采集组件的传感器靶面中心位置和设定光轴的理论中心位置相同。

步骤203，根据目标激光光束的第一位置，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

本申请实施例的一种实现方式中，针对每一个目标激光光束，获取图像采集组件的焦距，根据目标激光光束的第一位置和焦距的比值，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

作为一种实现方式，采用如下的公式确定：

其中，x指示了图像采集组件的靶面坐标系中的横轴，即x轴的方向，也称为第一设定方向，从而，θ_x指示了在横轴方向上的偏移角度；y指示了图像采集组件的靶面坐标系中的纵轴，即y轴的方向，也称为第二设定方向，从而，θ_y指示了在纵轴方向上的偏移角度。d_x和d_y，用于指示焦点光斑在靶面坐标系上的第一位置。其中，图像采集组件的靶面坐标系，是以图像采集组件预先标定的中心坐标为原点建立的坐标系，其中，靶面坐标系的横轴和纵轴分别与靶面的边沿平行。f为聚焦组件的焦距，例如为100mm，聚焦组件包括聚焦镜。

需要理解的是，偏移角度具有符号信息，符号信息包括符号为正号或符号，符号信息可用于指示象限信息，以指示偏移的方向。

步骤204，根据目标激光光束的第一位置和第二位置，确定目标激光光束相对设定光轴的目标偏移距离。

本申请实施例中，目标激光光束的第一位置是目标激光光束在焦点处的焦点光斑的中心点的位置信息，目标激光光束的第二位置是目标激光光束在离焦情况下的离焦光斑的中心点的位置信息，从而根据离焦处与焦点处采集到的光斑的位置变化情况，可计算出该目标激光光束相对于设定光轴的目标偏移距离。

重复执行上述步骤，可确定各个目标激光光束对应的偏移角度和目标偏移距离。

步骤205，根据各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

本申请实施例中，将各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，分别进行比对，可多个激光光束之间的姿态偏差信息，从而可确定多个激光同步发射的情况下复合光路的重合度情况，根据重合度情况可对多光源复合加工系统的加工质量的影响进行分析，以提高加工质量。

本申请实施例的激光光束的检测方法中，确定多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束，针对每一个激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束，获取目标激光光束在光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置，根据目标激光光束的第一位置，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度，根据目标激光光束的第一位置和第二位置，确定目标激光光束相对设定光轴的目标偏移距离，根据各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，基于同一个光束检测设备，对多种激光光束的偏移情况的检测，可确定多个激光光束之间的姿态偏差信息，提高了检测精度和适应性。

实际应用中，多光源复合加工系统通常为双光源复合加工系统，即该系统中有2个激光光源，从而多个目标激光光束为两个目标激光光束，称为第二激光光束和第一激光光束，其中，第二激光光束的光束光轴和设定光轴相同；第一激光光束为离轴的旋转光束。或者，第二激光光束和第一激光光束为不同波长的光束。

基于上述实施例，图4为本申请实施例提供的另一种激光光束的检测方法的流程示意图，如图4所示，该方法包含以下步骤：

步骤401，针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束。

本申请实施例中，以两个目标激光光束分别为长脉冲传输光束和超快激光传输光束为例进行说明。

其中，如图1所示，展示了双光源复合加工系统的两个激光光束的入射光束状态，其中，光束1，即第二激光光束，为脉冲较长的传输光束，例如为长脉冲传输光束，需与传输光路的光轴同轴传输。而光束2，即第一激光光束，第一激光光束的加工方式为扫描旋切方式的激光光束，例如为超快激光传输光束，由于加工方式为扫描旋切方式，为保证精修后加工质量与锥度，需要使超快激光传输光束引入离焦量，并进行圆环扫描以获取超快激光传输光束的离焦光斑。

步骤402，控制移动组件移动以带动图像采集组件移动至第一位置，以采集目标激光光束的焦点光斑，以及控制移动组件移动以带动图像采集组件移动至第二位置，以采集目标激光光束的离焦光斑。

如图3所示，通过移动组件5带动图像采集组件6移动，改变图像采集组件6和聚焦组件4之间的距离，以长脉冲传输光束为例，在图像采集组件6处于长脉冲传输光束对应的聚焦位置，即第一位置A时，图像采集组件6可采集到长脉冲传输光束的焦点光斑，在聚焦位置处采集到的光斑最小且边缘清晰；而在移动到长脉冲传输光束对应的第二位置B时，光斑扩大发散，不再形成清晰的焦点，图像采集组件6采集到离焦光斑。其中，针对不同的激光光束，对应的离焦光斑的形态不同，对于长脉冲传输光束，离焦光斑为分散的圆形或类圆形光斑；对于超快激光传输光束，该光束的光轴和设定光轴不重合，并处于旋转状态，从而离焦光斑为椭圆形，是图像采集组件6通过扫描采集到的光束信息进行拟合得到的。

同理，通过移动组件5带动图像采集组件6移动，也可以采集到超快激光传输光束的焦点光斑和离焦光斑，原理相同，此处不再赘述。

需要说明的是，本申请针对不同的激光光束进行检测，是基于同一个单一光束检测设备，例如，图3所示的检测装置的结构示意图，检测过程中不需更换组件与检测装置，可在同一姿态下完成不同激光光源的光束姿态检测，简化了操作步骤，避免了二次更换装置引入误差，提高检测精度及重复性。

步骤403，获取目标激光光束在图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置。

步骤404，根据目标激光光束的第一位置，确定目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

具体地，步骤403和步骤404可参照前述实施例中的相关解释说明，原理相同，此处不再赘述。

步骤405，根据目标激光光束的第一位置和第二位置之间的差值，确定目标激光光束的离焦光斑相对焦点光斑的第一距离偏移量。

本申请实施例中，第一位置指示的为焦点光斑的位置相对图像采集组件中的传感器靶面的中心位置的偏移情况，而第二位置指示的为离焦光斑的位置相对图像采集组件中的传感器靶面的中心位置的偏移情况，从而根据目标激光光束的第一位置和第二位置之间的差值，确定目标激光光束的离焦光斑相对焦点光斑的第一距离偏移量，记为Δd，例如，Δd指示了离焦后光斑的中心相对于焦点光斑的中心位置的距离偏移量。

步骤406，根据第一位置和第二位置之间的差值，确定图像采集组件的移动距离。

其中，第一位置，为图像采集组件采集焦点光斑的位置，第二位置，为图像采集组件采集离焦光斑的第二位置，从第一位置移动至第二位置的距离值，即为第一位置和第二位置之间的差值，也即图像采集组件从焦点态移动至离焦态的移动距离，记为h，例如，h为10mm。

步骤407，根据第一位置、第一距离偏移量、移动距离和焦距，确定目标激光光束相对设定光轴的目标偏移距离。

本申请实施例中，两个激光光束是分开测量的，测量顺序不进行限定。以先测量长脉冲传输光束，后测量超快激光传输光束为例进行说明。针对第二激光光束，例如长脉冲传输光束，图5为本申请实施例的长脉冲传输光束的距离误差示意图，如图5所示，在一种场景下，响应于第二激光光束的离焦光斑与标定的图像采集组件的靶面中心位置之间的距离，大于焦点位置与标定的图像采集组件的靶面中心位置之间的距离，即第二激光光束的离焦光斑相对焦点光斑靠近靶面中心位置，目标偏移距离通过如下公式确定：

其中，目标偏移距离D包括第一设定方向的偏移距离D_x，以及第二设定方向的偏移距离D_y。h₁为图像采集组件的移动距离；第一距离偏移量包括Δd_x和Δd_y，其中，Δd_x指示了该场景下离焦后离焦光斑的中心相对于焦点光斑的中心在第一设定方向上的距离偏移量；Δd_y指示了该场景下离焦后离焦光斑的中心相对于焦点光斑的中心在第二设定方向上的距离偏移量。

在另一种场景下，响应于第二激光光束的离焦光斑与标定的图像采集组件的靶面中心位置之间的距离，小于焦点位置与标定的图像采集组件的靶面中心位置之间的距离，即第二激光光束的离焦光斑相对焦点光斑远离靶面中心位置，目标偏移距离通过如下公式确定：

其中，目标偏移距离D'包括第一设定方向的偏移距离D_x'，以及第二设定方向的偏移距离D_y'；h₁'为图像采集组件的移动距离；第一距离偏移量包括Δd_x'和Δd_y'，其中，Δd_x'指示了该场景下离焦后离焦光斑的中心相对于焦点光斑的中心在第一设定方向上的距离偏移量；Δd_y'指示了该场景下离焦后离焦光斑的中心相对于焦点光斑的中心在第二设定方向上的距离偏移量。d_x和d_y，用于指示第二激光光束的焦点光斑在靶面坐标系上的第一位置。

其中，图像采集组件的靶面坐标系，是以图像采集组件的靶面中预先标定的中心坐标为原点建立的坐标系，其中，靶面坐标系的横轴和纵轴分别与靶面的边沿平行，具体如图5中所示，横轴x轴与靶面的上边沿和下边沿平行；纵轴y轴与靶面的左边沿和右边沿平行。

其中，第一设定方向，例如是以图像采集组件的靶面坐标系中的x轴的方向；第二设定方向，例如是以图像采集组件的靶面坐标系中的y轴的方向。

针对第一激光光束，例如超快激光传输光束，在离焦状态下，图像采集组件采集到的离焦光斑为环切扫描得到的扫描环，为椭圆轨迹，针对椭圆轨迹是否经过焦点光斑，也就是说聚焦中心(焦平面聚焦位置)是否处于扫描环内，采用不同的方法确定目标偏移距离，下面针对两种场景具体说明：

本申请实施例中，由于第一激光光束的离焦光束是椭圆轨迹，用椭圆的中心作为第二位置会降低准确性，因此，在椭圆轨迹上确定多个设定位置，即确定第一激光光束的离焦光斑上的第一设定方向上的多个第一设定位置和第二设定方向上的多个第二设定位置，即将多个第一设定位置和多个第二设定位置作为第二位置，其中，第一设定方向，与图像采集组件的靶面坐标系中的横轴平行，第二设定方向，与靶面坐标系中的纵轴平行，在第一设定方向上，确定各个第一设定位置与第一位置之间的子距离偏移量，在第二设定方向上，确定各个第二设定位置与第一位置之间的子距离偏移量。

作为一种示例，图6为本申请实施例的超快激光光束的距离误差示意图之一，如图6所示，在离焦状态下，图像采集组件拟合得到的离焦光斑为离焦轨迹，离焦轨迹为椭圆轨迹，椭圆轨迹在第一设定方向，即靶面坐标系中x方向上有两个第一设定位置K1和K2，椭圆轨迹在第二设定方向，即靶面坐标系中y方向上有两个第二设定位置K3和K4。

在一种场景下，聚焦中心(焦平面聚焦位置)处于扫描环内，即响应于第一位置处于第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据第一设定方向上的多个子距离偏移量的和、移动距离、焦距和第一位置，确定第一设定方向上目标激光光束相对设定光轴的第一偏移距离，根据第二设定方向上的多个子距离偏移量的和、移动距离、焦距和第一位置，确定第二设定方向上目标激光光束相对设定光轴的第一偏移距离，根据第一设定方向的第一偏移距离和第二设定方向的第一偏移距离，确定目标偏移距离。

其中，K1在x方向上相对焦点光斑的中心点的距离为Δd_x1，也就是说第一设定位置K1在x方向上相对焦点光斑的第一位置的子距离偏移量为Δd_x1，同理，K2在x方向上相对焦点光斑的中心点的距离为是Δd_x2；K3在y方向上相对焦点光斑的中心点的距离为Δd_y1，K4在y方向上相对焦点光斑的中心点的距离为是Δd_y2；d_x'和d_y'，用于指示第一激光光束的焦点光斑在靶面坐标系上的第一位置。

如图6所示，目标偏移距离通过如下公式确定：

其中，目标偏移距离D包括第一设定方向的第一偏移距离D_x1，以及第二设定方向的第一偏移距离D_y1。2h₂为图像采集组件的移动距离，即该场景下，从焦点态移动至离焦态的移动距离。

在另一种场景下，聚焦中心(焦平面聚焦位置)不处于扫描环内，即响应于第一位置不处于第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据第一设定方向上的多个子距离偏移量的差、移动距离、焦距和第一位置，确定第一设定方向上目标激光光束相对设定光轴的第二偏移距离，根据第二设定方向上的多个子距离偏移量的差、移动距离、焦距和第一位置，确定第二设定方向上目标激光光束相对设定光轴的第二偏移距离，根据第一设定方向的第二偏移距离和第二设定方向的第二偏移距离，确定目标偏移距离。

具体地，目标偏移距离通过如下公式确定：

其中，目标偏移距离D包括第一设定方向的第二偏移距离D_x2和第二设定方向的第二偏移距离D_y2。2h₂'为图像采集组件的移动距离，即该场景下，从焦点态移动至离焦态的移动距离。其中，K1在x方向上相对焦点光斑的中心点的距离为Δd_x3，也就是说第一设定位置K1在x方向上相对焦点光斑的第一位置的子距离偏移量为Δd_x3，同理，K2在x方向上相对焦点光斑的中心点的距离为是Δd_x4；K3在y方向上相对焦点光斑的中心点的距离为Δd_y3，K4在y方向上相对焦点光斑的中心点的距离为是Δd_y4；d_x'和d_y'，用于指示第一激光光束的焦点光斑在靶面坐标系上的第一位置。

需要说明的是，以K1在x方向上相对焦点光斑的第一位置的子距离偏移量为例，其中，上述两种场景种Δd_x1和Δd_x3是用于标识不同场景下的子距离偏移量，而实际场景中，Δd_x1和Δd_x3可以相同，也可以不同。对于其它子距离偏移量，原理相同，不再赘述。

作为一种示例，图7为为本申请实施例的超快激光光束的距离误差示意图之二，其中，D为超快激光光束相对设定光轴的目标偏移距离，θ为超快激光光束相对设定光轴的偏移角度。

需要理解的是，上述图像采集组件的靶面坐标系，即在图像采集组件中的传感器的靶面上建立的坐标系。

步骤408，根据各个目标激光光束相对设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定多个激光光束之间的姿态偏差信息。

其中，步骤408可参照前述实施例中的解释说明，原理相同，此处不再赘述。

本申请实施例的激光光束检测方法，通过同一个单光路光束检测设备对多个激光光束的偏移情况进行检测，实施方式更加简单，将扫描光束聚焦获取焦点光束，并控制图像采集组件进行相对移动以获取离焦光束，相比于相关技术中依靠机床运动完成的检测，不会引入机床误差，进而，基于不同位置采集到的光束的光斑数据进行数据处理拟合，输出各个激光光束的偏移情况的检测结果，本申请针对不同的激光光束，采用不同的数据处理方式，可适用于同轴光束姿态检测与离轴扫描旋切光束检测，相对于多检测装置的检测方法可有效消除不同检测导致的系统间误差，对复合后光束姿态关系评价更精准，提高了检测的准确姓。另外，本申请可显示各个激光光束的位置偏移和角度偏移情况，更能直观反馈光束传输系统调节完成后的实际情况，能够为激光加工系统中出现的加工质量分析提供数据支撑。

为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种激光光束检测装置。

图8为本申请实施例提供的一种激光光束检测装置的结构示意图。

如图8所示，该装置可以包括：

控制模块81，用于针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个所述激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对所述激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束。

获取模块82，用于获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置。

第一确定模块83，用于根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

第二确定模块84，用于根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离。

第三确定模块85，用于根据各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

进一步，在本申请实施例的一种实现方式中，控制模块81，还用于：

控制所述移动组件移动以带动所述图像采集组件移动至第一位置，以采集所述目标激光光束的焦点光斑，以及控制所述移动组件移动以带动所述图像采集组件移动至第二位置，以采集所述目标激光光束的离焦光斑。

在本申请实施例的一种实现方式中，所述光束检测设备中包括聚焦组件，所述聚焦组件用于对激光光束进行聚焦处理；第一确定模块83，用于：

获取所述聚焦组件的焦距；

根据所述目标激光光束的第一位置和所述焦距的比值，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

在本申请实施例的一种实现方式中，第二确定模块84，还用于：

根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置之间的差值，确定所述目标激光光束的离焦光斑相对所述焦点光斑的第一距离偏移量；

根据所述第一位置和第二位置之间的差值，确定所述图像采集组件的移动距离；

根据所述第一位置、所述第一距离偏移量、所述移动距离和所述聚焦组件的焦距，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离。

在本申请实施例的一种实现方式中，多个目标激光光束包括第一激光光束，所述第一距离偏移量包括第一设定方向上的多个子距离偏移和第二设定方向上的多个子距离偏移，第二确定模块84，用于：

确定所述第一激光光束的离焦光斑上的第一设定方向上的多个第一设定位置和第二设定方向上的多个第二设定位置；其中，所述第一设定方向，与所述图像采集组件的靶面坐标系中的横轴平行；所述第二设定方向，与所述靶面坐标系中的纵轴平行；

在所述第一设定方向上，确定各个第一设定位置与所述第一位置之间的子距离偏移量；

在所述第二设定方向上，确定各个第二设定位置与所述第一位置之间的子距离偏移量。

在本申请实施例的一种实现方式中，第二确定模块84，还用于：

响应于所述第一位置处于所述第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据所述第一设定方向上的多个子距离偏移量的和、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第一设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第一偏移距离；

根据所述第二设定方向上的多个子距离偏移量的和、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第二设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第一偏移距离；

根据所述第一设定方向的第一偏移距离和所述第二设定方向的第一偏移距离，确定所述目标偏移距离。

在本申请实施例的一种实现方式中，第二确定模块84，还用于：

响应于所述第一位置不处于所述第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据所述第一设定方向上的多个子距离偏移量的差、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第一设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第二偏移距离；

根据所述第二设定方向上的多个子距离偏移量的差、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第二设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第二偏移距离；

根据所述第一设定方向的第二偏移距离和所述第二设定方向的第二偏移距离，确定所述目标偏移距离。

需要说明的是，前述对方法实施例的解释说明也适用于该实施例的装置，此处不再赘述。

本申请实施例的激光光束检测装置中，通过同一个单光路光束检测设备对多个激光光束的偏移情况进行检测，实施方式更加简单，将扫描光束聚焦获取焦点光束，并控制图像采集组件进行相对移动以获取离焦光束，相比于相关技术中依靠机床运动完成的检测，不会引入机床误差，进而，基于不同位置采集到的光束的光斑数据进行数据处理拟合，输出各个激光光束的偏移情况的检测结果，本申请针对不同的激光光束，采用不同的数据处理方式，可适用于同轴光束姿态检测与离轴扫描旋切光束检测，相对于多检测装置的检测方法可有效消除不同检测导致的系统间误差，对复合后光束姿态关系评价更精准，提高了检测的准确姓。另外，本申请可显示各个激光光束的位置偏移和角度偏移情况，更能直观反馈光束传输系统调节完成后的实际情况，能够为激光加工系统中出现的加工质量分析提供数据支撑。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种电子设备，电子设备可以为光束检测设备，包括功率衰减组件、聚焦组件、移动组件和图像采集组件、存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如前述方法实施例所述的方法。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时，实现如前述方法实施例所述的方法。

为了实现上述实施例，本申请还提出一种计算机程序产品，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如前述方法实施例所述的方法。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (11)

1.一种激光光束的检测方法，其特征在于，包括：

针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个所述激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对所述激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束；

获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置；

根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度；

根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离；

根据各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光束检测设备包括移动组件，所述获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置之前，包括：

控制所述移动组件移动以带动所述图像采集组件移动至第一位置，以采集所述目标激光光束的焦点光斑，以及控制所述移动组件移动以带动所述图像采集组件移动至第二位置，以采集所述目标激光光束的离焦光斑。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述光束检测设备中包括聚焦组件，所述聚焦组件用于对激光光束进行聚焦处理；所述根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度，包括：

获取所述聚焦组件的焦距；

根据所述目标激光光束的第一位置和所述焦距的比值，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离，包括：

根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置之间的差值，确定所述目标激光光束的离焦光斑相对所述焦点光斑的第一距离偏移量；

根据所述第一位置和第二位置之间的差值，确定所述图像采集组件的移动距离；

根据所述第一位置、所述第一距离偏移量、所述移动距离和所述聚焦组件的焦距，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述多个目标激光光束包括第一激光光束，所述第一距离偏移量包括第一设定方向上的多个子距离偏移和第二设定方向上的多个子距离偏移，所述根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置之间的差值，确定所述目标激光光束的离焦光斑相对所述焦点光斑的第一距离偏移量，包括：

确定所述第一激光光束的离焦光斑上的第一设定方向上的多个第一设定位置和第二设定方向上的多个第二设定位置；其中，所述第一设定方向，与所述图像采集组件的靶面坐标系中的横轴平行；所述第二设定方向，与所述靶面坐标系中的纵轴平行；

在所述第一设定方向上，确定各个第一设定位置与所述第一位置之间的子距离偏移量；

在所述第二设定方向上，确定各个第二设定位置与所述第一位置之间的子距离偏移量。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置、所述第一距离偏移量、所述移动距离和所述聚焦组件的焦距，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离，包括：

响应于所述第一位置处于所述第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据所述第一设定方向上的多个子距离偏移量的和、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第一设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第一偏移距离；

根据所述第二设定方向上的多个子距离偏移量的和、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第二设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第一偏移距离；

根据所述第一设定方向的第一偏移距离和所述第二设定方向的第一偏移距离，确定所述目标偏移距离。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一位置、所述第一距离偏移量、所述移动距离和所述聚焦组件的焦距，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离，包括：

响应于所述第一位置不处于所述第一激光光束对应的离焦光斑的范围内，根据所述第一设定方向上的多个子距离偏移量的差、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第一设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第二偏移距离；

根据所述第二设定方向上的多个子距离偏移量的差、所述移动距离、所述焦距和所述第一位置，确定所述第二设定方向上所述目标激光光束相对所述设定光轴的第二偏移距离；

根据所述第一设定方向的第二偏移距离和所述第二设定方向的第二偏移距离，确定所述目标偏移距离。

8.一种激光光束的检测装置，其特征在于，包括：

控制模块，用于针对多光源复合加工系统中待检测的多个激光光束中的每一个所述激光光束，控制光束检测设备中的衰减组件对所述激光光束进行功率衰减，得到目标激光光束；

获取模块，用于获取所述目标激光光束在所述光束检测设备中的图像采集组件上的焦点光斑的第一位置和离焦光斑的第二位置；

第一确定模块，用于根据所述目标激光光束的第一位置，确定所述目标激光光束相对设定光轴的偏移角度；

第二确定模块，用于根据所述目标激光光束的第一位置和第二位置，确定所述目标激光光束相对所述设定光轴的目标偏移距离；

第三确定模块，用于根据各个目标激光光束相对所述设定光轴的偏移角度和目标偏移距离，确定所述多个激光光束之间的姿态偏差信息。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时，实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

11.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-7中任一项所述的方法。