RU2091710C1 - Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation - Google Patents
Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091710C1 RU2091710C1 RU95122225A RU95122225A RU2091710C1 RU 2091710 C1 RU2091710 C1 RU 2091710C1 RU 95122225 A RU95122225 A RU 95122225A RU 95122225 A RU95122225 A RU 95122225A RU 2091710 C1 RU2091710 C1 RU 2091710C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- input
- photodetector
- unit
- laser
- mirror
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области радиофизики и лазерной локации и может быть использовано для контроля поперечных и продольных профилей железнодорожных сооружений, сооружений метро, различных путепроводов, трубопроводов, в шахтах, горных разработках, а также для построения профилей других сооружений и объемов. The invention relates to the field of radiophysics and laser location and can be used to control the transverse and longitudinal profiles of railway structures, metro structures, various viaducts, pipelines, in mines, mining, as well as to build profiles of other structures and volumes.
Основными направлениями в разработке и совершенствовании способов и устройств построения профилей трехмерных объектов являются повышение точности измерений, плотности замеров по профилю, а также скорости измерений и автоматизации процессов обработки и архивирования информации. The main directions in the development and improvement of methods and devices for constructing profiles of three-dimensional objects are to increase the accuracy of measurements, the density of measurements along the profile, as well as the speed of measurements and automation of the processing and archiving of information.
Известно устройство измеритель негабаритности туннелей [1] реализующее способ, заключающийся в формировании светового контура, соответствующего контуру поперечного сечения туннеля, проецировании светового контура на трафарет, регистрации оптического сигнала светового контура с помощью последовательно соединенных объектива, оптоэлектронного преобразователя и электронной обработке сигнала. A device is known for measuring the oversized tunnels [1], which implements a method consisting in forming a light circuit corresponding to the cross section of the tunnel, projecting the light circuit on a stencil, registering the optical signal of the light circuit using a series-connected lens, an optoelectronic converter, and electronic signal processing.
Данный способ и реализующее его устройство не позволяют работать даже при средней внешней освещенности, так как понижение контраста напрямую снижает точность измерений. Реализовать большие скорости измерений в данном устройстве не представляется возможным, так как происходит размывание светового контура при движении. This method and the device that implements it do not allow to work even with average ambient light, since lowering the contrast directly reduces the accuracy of the measurements. It is not possible to realize high measurement speeds in this device, since the light contour is blurred during movement.
Известны устройство для измерения габаритов и реализующий его способ [2] разработанные фирмой EUMIG (Австрия), заключающийся в сканировании габарита лазерным лучом с помощью вращающейся измерительной головки, частота вращения которой пропорциональна пройденному расстоянию и измерении дальности до точек габарита. Данное устройство обеспечивает измерение габарита вдоль пути с интервалом 2 м. При неподвижном положении измерительной головки допускается измерение продольного профиля при скорости не более 18 км/ч. A known device for measuring dimensions and implementing its method [2] developed by EUMIG (Austria), which consists in scanning the envelope with a laser beam using a rotating measuring head, the rotation frequency of which is proportional to the distance traveled and measuring the distance to the dimension points. This device provides a dimension measurement along the path with an interval of 2 m. When the measuring head is stationary, the longitudinal profile can be measured at a speed of not more than 18 km / h.
Наиболее близким аналогом является способ построения профилей трехмерных объектов, реализованный в устройстве "Profil 2000" [3] заключающийся в дискретном лазерном сканировании пространства в плоскости, перпендикулярной направлению движения с последующей регистрацией отраженного сигнала и определением дальности до каждой из точек дискретного сканирования, построении профилей объектов с учетом углового положения точек дискретного сканирования и скорости движения. The closest analogue is the method for constructing profiles of three-dimensional objects, implemented in the
Устройство "Profil 2000" содержит устанавливаемые на движущемся средстве лазер, блок обработки данных, включающий входной объектив и последовательно соединенные фотоприемник, блок формирования информации о дальности и компьютер, блок синхронизации, блок дискретизации измерений, включающий вращающееся зеркало. The Profil 2000 device contains a laser mounted on a moving vehicle, a data processing unit including an input lens and a series-connected photodetector, a range information generation unit and a computer, a synchronization unit, a measurement sampling unit, including a rotating mirror.
Информацией о профиле служат угол поворота вращающегося зеркала и расстояние от точки обзора до препятствия. Число точек, измеряемых в одном профиле, доходит до 200. Измерение одного профиля производится из стационарного состояния прибора и занимает от 0,8 до 2,0 с в зависимости от выбранного числа точек по периметру профиля. Кассеты с записями для окончательной обработки передаются на стационарную ЭВМ. The profile information is the rotation angle of the rotating mirror and the distance from the viewpoint to the obstacle. The number of points measured in one profile reaches 200. The measurement of one profile is made from the stationary state of the device and takes from 0.8 to 2.0 s, depending on the selected number of points along the profile perimeter. Cassettes with recordings for final processing are transferred to a stationary computer.
Технический результат, обеспечиваемый изобретением, возможность использования эффекта, связанного с одномоментным опросом одной точки с разнесенной в пространстве базы для работы на высокой частоте, в микросекундном режиме в метровом и сантиметровом диапазоне дальности. The technical result provided by the invention, the possibility of using the effect associated with simultaneous polling of one point with the base spaced in space for operation at high frequency, in microsecond mode in the meter and centimeter range.
Сущность изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата в способе построения профилей трехмерных объектов, предусматривающем дискретное лазерное сканирование пространства в плоскости, перпендикулярной направлению с последующей регистрацией отраженного сигнала и определением дальности до каждой из точек дискретного сканирования, построение профилей объектов с учетом углового положения точек дискретного сканирования и скорости движения, при этом во время регистрации отраженный сигнал разделяют на три сигнала, два из них одномоментно и пространственно линейно преобразовывают в видеосигналы, временной интервал между которыми пропорционален дальности К до объекта, измеряют мощность третьего сигнала и при достижении ею верхней границы динамического диапазона ограничивают длительность лазерного импульса, а дальность R определяют по формуле
R k1/(1+k2•k3•h), (1)
где h величина, пропорциональная временному интервалу между центрами световых отметок;
k1, k2 коэффициенты, определяемые в результате калибровки;
k3 коэффициент, связанный с масштабом пространственного линейного преобразования.The essence of the invention is to achieve the mentioned technical result in a method for constructing profiles of three-dimensional objects, providing for discrete laser scanning of space in a plane perpendicular to the direction with subsequent registration of the reflected signal and determining the distance to each of the points of discrete scanning, building profiles of objects taking into account the angular position of the points of discrete scanning and speed, while during registration, the reflected signal is divided into three s drove, two of them simultaneously and spatially linearly converted into video signals, the time interval between which is proportional to the distance K to the object, measure the power of the third signal and when it reaches the upper boundary of the dynamic range, they limit the duration of the laser pulse, and the range R is determined by the formula
R k 1 / (1 + k 2 • k 3 • h), (1)
where h is a value proportional to the time interval between the centers of the light marks;
k 1 , k 2 coefficients determined as a result of calibration;
k 3 is a coefficient associated with the scale of the spatial linear transformation.
Отраженный сигнал разделяют на три одинаковых по мощности и форме сигнала, а пространственное линейное преобразование осуществляется вдоль линии, соединяющей центры первого и второго разделенных сигналов. The reflected signal is divided into three identical in power and waveform, and spatial linear transformation is carried out along the line connecting the centers of the first and second separated signals.
Суть изобретения заключается в достижении упомянутого технического результата, в частности в устройстве для построения профилей трехмерных объектов, содержащее устанавливаемые на движущемся средстве импульсный лазер, блок обработки данных, включающий входной объектив и последовательно соединенные первый фотоприемник, блок формирования информации о дальности и компьютер, блок синхронизации, соединенный с первым фотоприемником и блоком формирования информации о дальности, блок дискретизации измерений, включающий вращающееся зеркало, дополнительно в устройство введен блок регулировки длительности лазерного импульса, выход которого соединен с входом лазера, блок обработки данных дополнительно включает последовательно соединенные второй фотоприемник с выходной линзой и блок измерения мощности отраженного сигнала, выход которого соединен с первым входом блока регулировки длительности лазерного импульса, а второй вход с выходом блока синхронизации, диафрагму с двумя отверстиями и оптически связанные с последними два оптических клина, при этом первый фотоприемник выполнен протяженным и дискретизированным, блок дискретизации измерений дополнительно содержит блок стабилизации частоты вращения зеркала, вход и выход которого связаны с выходом и входом вращающегося зеркала, а второй вход связан с блоком синхронизации, и блок синхронизации фазы вращения зеркала и запуска лазера в пачечном режиме, вход которого связан с выходом вращающегося зеркала, а выход со вторым входом блока регулировки длительности лазерного импульса и блоком формирования информации о дальности. The essence of the invention is to achieve the aforementioned technical result, in particular, in a device for constructing profiles of three-dimensional objects, comprising a pulsed laser mounted on a moving vehicle, a data processing unit including an input lens and a first photodetector connected in series, a range information generating unit and a computer, a synchronization unit connected to the first photodetector and a range information generating unit, a measurement sampling unit including a rotating mirror oh, an additional unit for adjusting the duration of the laser pulse is introduced into the device, the output of which is connected to the input of the laser, the data processing unit further includes a second photodetector connected in series with the output lens and a unit for measuring the power of the reflected signal, the output of which is connected to the first input of the unit for adjusting the duration of the laser pulse, and the second input with the output of the synchronization unit, a diaphragm with two holes and two optical wedges optically connected with the last, the first photodetector is made extended and discretized, the measurement discretization unit further comprises a mirror rotation frequency stabilization unit, the input and output of which is connected to the output and input of the rotating mirror, and the second input is connected to the synchronization unit, and the mirror rotation phase synchronization unit and the laser start-up in burst mode, input which is associated with the output of the rotating mirror, and the output with the second input of the unit for adjusting the duration of the laser pulse and the unit for generating range information.
Отверстия в диафрагме выполнены одинаковыми и расположены симметрично относительно центра входного объектива, перед диафрагмой по оси входного объектива установлена призма, оптические клинья выполнены идентичными и установлены перед входным объективом напротив отверстий экрана, а протяженный дискретизированный фотоприемник установлен вдоль линии, соединяющей центры световых отметок, формируемых отверстиями диафрагмы в плоскости изображений входного объектива, оптически сопряженной с серединой рабочего интервала дальностей, при этом вход призмы съюстирован с выходом лазера, выход с осью вращения зеркала, при этом второй фотоприемник с входной линзой установлен со стороны, противоположной входу призмы, а ось линзы параллельна оси входного объектива. The holes in the diaphragm are identical and are located symmetrically relative to the center of the input lens, a prism is installed in front of the diaphragm along the axis of the input lens, the optical wedges are identical and are installed in front of the input lens opposite the screen openings, and an extended discretized photodetector is installed along the line connecting the centers of the light marks formed by the holes aperture in the image plane of the input lens, optically conjugated with the middle of the working range, at In this case, the prism input is aligned with the laser output, the output is with the axis of rotation of the mirror, while the second photodetector with the input lens is mounted on the side opposite to the prism input, and the axis of the lens is parallel to the axis of the input lens.
Положение и угол оптических клиньев выбраны из условия обеспечения наличия сигналов от обеих отверстий диафрагмы на первом фотоприемнике во всем диапазоне измерения дальности. The position and angle of the optical wedges are selected from the condition of ensuring the presence of signals from both aperture openings on the first photodetector in the entire range of range measurement.
На фиг. 1 изображена схема, поясняющая принцип измерения дальности до поверхности профиля; на фиг. 2 устройство для построения профилей трехмерных объектов; на фиг. 3 результаты измерения одного плоского профиля, полученные с помощью описываемого устройства
На объекте (фиг. 1), до которого измеряют расстояние R, с помощью оптической системы 9 и отклоняющего элемента 6 формируют излучение лазера 1 в виде пятна Л, размеры и пропорции сторон которого зависят от рабочего диапазона дальностей. Из отраженного от объекта сигнала с помощью диафрагмы 3 с двумя отверстиями 4, расположенными на расстоянии b друг от друга, формируют два сигнала, которые пройдя каждый по идентичному пути через клинья 5 и соответствующие краевые зоны объектива 2, имеющего фокусное расстояние f', формируют на пространственно линейном фотоприемнике 7 два изображения 8 пятна Л на объекте. Фотоприемник 7 преобразует изображения 8 в два видеосигнала, временной интервал между которыми пропорционален расстоянию d на фотоприемнике 7 между отметками 8. Одновременно с помощью устройства 10 измеряют мощность третьего сигнала, равную по величине мощности первого и второго сигналов, и, если последняя выходит за верхнюю границу динамического диапазона, прерывают лазерный импульс. Поскольку время распространения излучения на расстояние нескольких метров составляет десятки наносекунд, тогда как лазер излучает импульсы микросекундной длительности, то регулировку длительности импульса и соответственно принимаемой мощности осуществляют одновременно с регистрацией принимаемого сигнала. Такая мгновенная регулировка мощности позволяет проводить измерения по объектам с очень большим диапазоном и высокой динамикой отражательных свойств.In FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of measuring the distance to the profile surface; in FIG. 2 device for building profiles of three-dimensional objects; in FIG. 3 measurement results of one flat profile obtained using the described device
At the object (Fig. 1), to which the distance R is measured, using the
Дальность R до объекта Л может быть рассчитана из соотношения (1). The distance R to the object A can be calculated from relation (1).
Для получения значений коэффициентов k1 и k2 процесс калибровки осуществляют следующим образом. Рабочий диапазон дальности разбивают на m участков. На дальностях, определяемых из выражения Ri=Rmin+i•ΔR, где ΔR (Rmax-Rmin)/m, Rmin и Rmax соответственно минимальная и максимальная дальности рабочего диапазона, a i 1, m, вдоль оси оптической системы последовательно устанавливают плоский объект и величина hi фиксируется на дальности Ri. Полученную информацию с учетом выражения (1) и заранее известного значения коэффициента k3 обрабатывают с использованием метода наименьших квадратов и получают значения коэффициентов k1 и k2. При этом в значениях k2 и k2 автоматически учитываются конкретные значения параметров схемы f', b, Δf′, где Δf′ - положение плоскости фотоприемника 7 относительно фокальной плоскости оптической системы.To obtain the values of the coefficients k 1 and k 2 the calibration process is as follows. The working range is divided into m sections. At ranges determined from the expression R i = R min + i • ΔR, where ΔR (R max -R min ) / m, R min and R max, respectively, the minimum and maximum ranges of the operating range, ai 1, m, along the axis of the optical system sequentially establish a flat object and the value of h i is fixed at a range of R i . The information obtained, taking into account expression (1) and a previously known value of the coefficient k 3, is processed using the least squares method and the values of the coefficients k 1 and k 2 are obtained. Moreover, the values of k 2 and k 2 automatically take into account specific values of the parameters of the circuit f ', b, Δf', where Δf 'is the position of the plane of the photodetector 7 relative to the focal plane of the optical system.
Например, при калибровке в диапазоне дальностей от Rmin=700 мм до Rmax 3500 мм для ΔR 100 мм, m 29, f' 110 мм, b 50 мм и величине Δf′, соответствующей фокусировке приемного объектива на дальность 1700 мм, были получены значения коэффициентов k1=1855 мм и k2 0,171 мм-1, при этом k3= 0,013 мм.For example, when calibrating in the range from R min = 700 mm to R max 3500 mm for ΔR 100 mm, m 29, f '110 mm, b 50 mm and Δf ′ corresponding to focusing the receiving lens at a distance of 1700 mm, we obtained the values of the coefficients k 1 = 1855 mm and k 2 0.171 mm -1 , with k 3 = 0.013 mm.
Устройство для построения профилей трехмерных объектов (фиг. 2) содержит вращающееся зеркало 14, отражающая поверхность которого установлена под углом 45o к оси вращения, расположенное на продолжении оптической оси входного объектива 2. Перед входным объективом 2 установлена диафрагма 3 с двумя отверстиями 4. Отверстия 4 предпочтительно расположены симметрично относительно оптической оси входного объектива 2. Призма 6 расположена также на оптической оси входного объектива и съюстирована с вращающимся зеркалом 14 и лазером 1 таким образом, чтобы луч 17 лазера распространялся вдоль оптической оси объектива 2 и отражался от вращающегося зеркала 14 в точке, совпадающей с осью его вращения. Оптические клинья 5 установлены между диафрагмой 3 с двумя отверстиями 4 и входным объективом 2. На схеме представлены блок стабилизации частоты вращения зеркала 15, блок синхронизации фазы вращения зеркала и запуска лазера в пачечном режиме 16, блок синхронизации 13, блок измерения мощности отраженного сигнала 11, блок регулировки длительности лазерного импульса 12, пространственно линейный фотоприемник 7, второй фотоприемник с входной линзой 10, блок формирования информации о дальности 8 и компьютер 8, соединенные указанным на схеме образом, а также 0-объект, координаты которого измеряются.A device for constructing profiles of three-dimensional objects (Fig. 2) contains a
На виде А (фиг. 2) показано предпочтительное взаимное расположение отверстий 4 в диафрагме 3 призмы 6 и второго фотоприемника 10 с входной линзой. In view A (FIG. 2), a preferred mutual arrangement of the holes 4 in the
Оптико-механическая часть устройства должна быть собрана на едином жестком основании. Вместо призмы может быть использовано любое перископическое устройство, решающее задачу выведения излучения лазера из устройства таким образом, чтобы обеспечить направление излучения вдоль оптической оси входного объектива. Если диафрагму с двумя симметричными отверстиями выполнить фотолитографическим способом на стеклянной подложке, то оптические клинья могут быть наклеены непосредственно на поверхность подложек. В качестве пространственно линейного фотоприемника может быть использована линейка ПЗС или фотодиодная линейка. The optical-mechanical part of the device must be assembled on a single rigid base. Instead of a prism, any periscopic device can be used that solves the problem of removing laser radiation from the device in such a way as to ensure the direction of radiation along the optical axis of the input lens. If the diaphragm with two symmetrical holes is made by a photolithographic method on a glass substrate, then the optical wedges can be glued directly to the surface of the substrates. As a spatially linear photodetector, a CCD array or a photodiode array can be used.
Способ с помощью устройства осуществляется следующим образом. The method using the device is as follows.
Блок синхронизации 13 вырабатывает опорную частоту и функциональные последовательности сигналов, управляющие режимами работы пространственно линейного фотоприемника 7, блока формирования информации о дальности 8, блока измерения мощности отраженного сигнала 11 и блока стабилизации частоты вращения зеркала 15, который обеспечивает фазировку частоты вращения зеркала 14 с частотой кадров фотоприемника 7. The
Блок синхронизации фазы вращения зеркала и запуска лазера в пачечном режиме 16 формирует за каждый оборот зеркала 14 импульс, определяющий начало обзора или такт работы устройства. Положение импульса начала обзора также оказывается сфазированным с кадровой частотой приемника 7. Импульс начала обзора поступает на блок формирования информации о дальности 8, обеспечивая тактирование его работы. За время одного оборота вращающегося зеркала 14 формируется пачка импульсов запусков лазера 1, расположенная равномерно в интервале такта работы устройства, что позволяет в каждом кадре работы фотоприемника 7 сформировать один импульс лазера 1, сфазированный с частотой кадров приемника. Таким образом, за один оборот вращающегося зеркала формируется n импульсов лазера, расположенных равномерно во временном такте работы устройства, что при высокой стабильности частоты вращения зеркала обеспечивает возможность по номеру импульса лазера в пачке определить в данный момент угловое положение луча лазера в координатах устройства, а следовательно, и угловое положение лазерного пятна Л на объекте. The unit for synchronizing the phase of rotation of the mirror and laser start in
Сигнал лазера 18, рассеянный на объекте, отражается от вращающегося зеркала 14 и, пройдя через отверстия 4 диафрагмы 3, входной объектив 2 и клинья 5, в виде двух изображений пятна лазера Л на объекте поступает на вход пространственно линейного фотоприемника 7. The
Блок формирования информации о дальности 8 по существу вырабатывает величину h, пропорциональную расстоянию d между двумя изображениями (фиг. 1). Сигнал с блока 8, содержащий информацию о значении величины h, поступает в компьютер 9, при этом номер кадра в такте работы устройства служит информацией об угловом положении вращающегося зеркала. The range
Одновременно в том же кадре работы устройства второй фотоприемник с входной линзой 10 регистрирует третий из разделенных сигналов 19, а блок 11 измеряет его мощность. В случае превышения последней верхней границы динамического диапазона фотоприемника 7 блок 11 вырабатывает соответствующий сигнал, посылаемый в блок регулировки длительности лазерного импульса 12, который вызывает прерывание импульса, уменьшая тем самым его энергию в текущем кадре работы устройства. Подобная процедура осуществляется в каждом кадре работы. At the same time, in the same operation frame of the device, a second photodetector with an
Компьютер 9, используя формулу (1) и определенные в процессе калибровки коэффициенты k1 и k2, а также заранее известное значение коэффициента k3, вычисляет положение подсвеченной точки объекта в данном кадре работы приемника в полярной системе координат и затем пересчитывает его в систему координат движущегося средства. Таких кадров за один оборот вращающегося зеркала получается n соответственно числу импульсов лазера в одной пачке, формируемой за один оборот зеркала 14, или, что одно и то же, число n равно числу кадров фотоприемника 7 за один оборот вращающегося зеркала 14.
Устройство, установленное на движущееся средство таким образом, чтобы плоскость вращения луча лазера 17 была перпендикулярна направлению движения, позволяет осуществлять непрерывную съемку профилей вдоль траектории движения. A device mounted on a moving means so that the plane of rotation of the
Устройство испытано на стенде АО ПНП "Эталон", а также на вагоне-лаборатории Всесоюзного научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. Получены следующие результаты:
Диапазон рабочих дальностей 0,7-3,5 м
Точность измерения дальности соответственно 2-25 мм
Точность измерения угловых координат в профиле < 0,2%
Время измерения координат в одной точке 65 мкс
Число точек измерения в одном профиле 500
Время измерения одного профиля 25 мс
Расстояние между профилями при движении со скоростью 20 км/ч 0,1 м
На фиг. 3 показаны результаты измерения плоского профиля, полученные при испытаниях с помощью описываемого устройства. Профиль состоял из элементов с различной отражательной способностью: зеленая масляная краска, побелка, струганное темное дерево. Размерность по осям X и Y соответствует миллиметрам, в точке X0 0 мм и Y0 4600 мм находилась ось вращения зеркала устройства.The device has been tested at the bench of JSC PNP "Etalon", as well as on the laboratory car of the All-Union Scientific Research Institute of Railway Transport. The following results were obtained:
Range of working ranges 0.7-3.5 m
Range accuracy of 2-25 mm respectively
Accuracy of measurement of angular coordinates in the profile <0.2%
Coordinate measurement time at one point 65 μs
The number of measuring points in one profile 500
Measurement time of one profile 25 ms
The distance between the profiles when moving at a speed of 20 km / h 0.1 m
In FIG. 3 shows the results of measuring a flat profile obtained during testing using the described device. The profile consisted of elements with different reflectivity: green oil paint, whitewashing, planed dark wood. The dimension along the axes X and Y corresponds to millimeters, at the point X 0 0 mm and Y 0 4600 mm there was an axis of rotation of the mirror of the device.
Таким образом предложенное техническое решения позволило повысить:
скорость измерения одного двумерного профиля от 40 до 200 раз;
точность построения профиля в два с половиной раза за счет увеличения числа точек измерения в одном профиле с 200 до 500;
скорость построения профилей трехмерных объектов за счет возможности работы при высоких скоростях движения транспортного средства.Thus, the proposed technical solution allowed to increase:
measurement speed of one two-dimensional profile from 40 to 200 times;
accuracy of profile construction by two and a half times due to an increase in the number of measurement points in one profile from 200 to 500;
the speed of building profiles of three-dimensional objects due to the ability to work at high vehicle speeds.
Применение предложенного технического решения по существу открывает новый класс приборов, которые позволяют проводить измерения с высокой частотой (десятки килогерц) в микросекундном режиме, в метровом диапазоне дальностей с миллиметровой (сантиметровой) точностью, а в сантиметровом диапазоне дальностей получить точность в несколько десятков микрометров. The application of the proposed technical solution essentially opens up a new class of instruments that allow measurements at a high frequency (tens of kilohertz) in the microsecond mode, in the meter range with millimeter (centimeter) accuracy, and in the centimeter range, the accuracy is several tens of micrometers.
Источники информации
1. SU, авт. св. N 1323852, кл. G 01 B 21/00, 1986.Sources of information
1. SU, ed. St. N 1323852, cl. G 01 B 21/00, 1986.
2. Rilssderger K. Ein neues Verfahren Zur Vermessung des lichten Raumes von Eisentahn-Strecken. -"Eisenbahningenieur", 1980, 31, N 9, 387 388, 390 -391. УДК 625 114; 12Г108). 2. Rilssderger K. Ein neues Verfahren Zur Vermessung des lichten Raumes von Eisentahn-Strecken. - "Eisenbahningenieur", 1980, 31,
3. Profil 2000 for automatic profill meuzurement and independent analytical output processing Sacher F. "Large Rock Caverns: proc Int Symp Helsinki", 25-28, 1986, Vol, Oxford e.a. 1987, 1009-1016. ГПНТБ СССР. Железнодорожный транспорт, сводный том РЖ ВИНИТИ, N 5, 1988. 3.
Claims (6)
R k1/(1 + k2 • k3 • h),
где h величина, пропорциональная временному интервалу между центрами видеосигналов;
k1, k2 коэффициенты, определяемые в результате калибровки фотоприемника;
k3 коэффициент, связанный с масштабом пространственного линейного преобразования фотоприемника.1. A method of constructing profiles of three-dimensional objects, providing for discrete laser scanning of an object in space in a plane perpendicular to the direction of laser motion, followed by registration of the reflected signal with a photodetector and determining the distance to each of the points of the object of discrete scanning, building object profiles taking into account the angular position of the points of discrete scanning and laser speed, characterized in that during registration the reflected signal is divided into three signals, two of which they are spatially linearly converted into video signals, the time interval between which is proportional to the distance to the corresponding point of the object, the power of the third signal is measured, and when it reaches the upper boundary of the dynamic range of the photodetector, the laser pulse duration is limited, and the range R is determined by the formula
R k 1 / (1 + k 2 • k 3 • h),
where h is a value proportional to the time interval between the centers of the video signals;
k 1 , k 2 coefficients determined as a result of calibration of the photodetector;
k 3 coefficient associated with the scale of the spatial linear transformation of the photodetector.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95122225A RU2091710C1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95122225A RU2091710C1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2091710C1 true RU2091710C1 (en) | 1997-09-27 |
| RU95122225A RU95122225A (en) | 1997-12-27 |
Family
ID=20175219
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95122225A RU2091710C1 (en) | 1995-12-29 | 1995-12-29 | Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2091710C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192408U1 (en) * | 2016-12-22 | 2019-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | DEVICE FOR LASER SCANNING OF OBJECTS |
| CN116446247A (en) * | 2023-06-19 | 2023-07-18 | 山西交通养护集团有限公司 | Static load deflection detection equipment for asphalt pavement |
-
1995
- 1995-12-29 RU RU95122225A patent/RU2091710C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Profil 2000 for avtomatic profill meuzurement and independent analytical output proressing Sacher F. "Large Rock Caverns: prog Int. Symp Helsinke 25-28, 1986, vol. Oxford e.a., 1987, 1009-1016. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU192408U1 (en) * | 2016-12-22 | 2019-09-16 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | DEVICE FOR LASER SCANNING OF OBJECTS |
| CN116446247A (en) * | 2023-06-19 | 2023-07-18 | 山西交通养护集团有限公司 | Static load deflection detection equipment for asphalt pavement |
| CN116446247B (en) * | 2023-06-19 | 2023-08-29 | 山西交通养护集团有限公司 | Static load deflection detection equipment for asphalt pavement |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3072162B1 (en) | Lidar scanner calibration | |
| US4518254A (en) | Ocean depth sounding from the air by laser beam | |
| EP0448111A2 (en) | Lidar scanning system | |
| KR900002117B1 (en) | Method and apparatus for measuring distance by laser beam | |
| CN101319898B (en) | Measuring system | |
| US11054524B2 (en) | Optimizing a lidar system using sub-sweep sampling | |
| CN111448474A (en) | Full-waveform multi-pulse optical distance measuring instrument | |
| JPS636483A (en) | Time interval measuring instrument | |
| JPH01235806A (en) | Optical measuring instrument | |
| RU2091710C1 (en) | Method of construction of profiles of three-dimensional objects and device for its implementation | |
| EP0262646A2 (en) | Shape measuring instrument | |
| JP2994452B2 (en) | Surveying instrument | |
| FR2667950B1 (en) | METHOD FOR DETERMINING SPATIAL POINT COORDINATES, APPLICATION OF THIS PROCESS TO HIGH PRECISION TOPOGRAPHY, SYSTEM AND OPTICAL DEVICE FOR CARRYING OUT SAID METHOD. | |
| JPH07198845A (en) | Distance and image measuring apparatus | |
| GB2256706A (en) | Straightness measuring machine | |
| US6400447B1 (en) | Differentiation of targets in optical station based on the strength of the reflected signal | |
| RU2091711C1 (en) | Process of range measurement and device for its realization | |
| Heikkinen et al. | Recent Results Of The Performance Analysis Of A 3-D Sensor Based On Time-Of-Flight Measurements | |
| JP2006258448A (en) | Construction gauge measuring instrument | |
| RU95122225A (en) | METHOD FOR BUILDING PROFILES OF THREE-DIMENSIONAL OBJECTS AND A DEVICE FOR ITS IMPLEMENTATION | |
| RU2082090C1 (en) | Laser ranger | |
| JP2903220B2 (en) | Distance measurement method for lightwave distance meter | |
| JPH0968414A (en) | Dimension measuring apparatus | |
| US3713739A (en) | Method for gauging the linear cross-sectional dimensions of moving rolled products and an apparatus for its realization | |
| RU2811331C1 (en) | Device for forming image of map of distances to surveyed objects |