WO2015066976A1 - 用于检测误差并引导误差校正的系统及方法 - Google Patents

用于检测误差并引导误差校正的系统及方法 Download PDF

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error correction
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杨卫兵
吴俊豪
林昆贤
汪永强
舒志优
齐明虎
陈增宏
杨国坤
蒋运芍
李晨阳子
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TCL China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
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    • 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
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes

Definitions

  • a system for detecting errors and guiding error correction and:
  • the present invention relates to a position detection system, and more particularly to a system and method for detecting error and guiding error correction.
  • the existing position detection system generally adopts a photoelectric switch reflector type.
  • the utility model generally comprises a mechanical moving platform, an infrared light source and a reflector.
  • the infrared light source and the reflector are arranged on the mechanical moving platform, and the reflector adopts an uneven reflective surface.
  • It uses the diffuse reflection method to check whether there is an error in the front detection target, generally whether the detection target is in front.
  • the position detecting system cannot detect the left and right vertical position deviation of the target in front, or it cannot determine that the error is the direction of the leftward, rightward, upward, and downward position deviation with respect to the center, and it is impossible to guide the device to perform error adjustment by itself.
  • there are also positioning devices for detecting single-axis errors but they are complicated in structure, high in installation accuracy, high in cost, and related to the relative positions of the fixed bases between the two mechanisms, and the errors cannot be comprehensively detected. Summary of the invention
  • a technical problem to be solved by the present invention is to provide a system for detecting errors and guiding error correction, which can detect upper and lower left and right errors with respect to the center and guide error correction, structural cartridges, installation accuracy requirements, and The cost is lower.
  • the technical solution of the present invention is to provide a system for detecting errors and guiding error correction having the following hooks, including: a laser emitter, a dry-emitting point laser; a reflector, which is emitted by a dry-pair laser emitter a laser for specular reflection; a photosensitive plate for detecting a laser signal reflected by the reflector; a signal processor electrically connected to the photosensitive plate for processing a signal transmitted by the photosensitive plate; a device control center, electrically connected to the signal processor, displaying a signal The result of the processor; the signal processor receives the reflected laser spot position signal transmitted from the photosensitive plate, and compares with the stored central point position to calculate whether the target object position has a deviation and the direction of the deviation, and transmits the direction to the device control center in real time. Perform deviation correction.
  • the system for detecting errors and guiding error correction of the present invention has the following advantages:
  • the system of the present invention for detecting errors and guiding error correction includes a reflector for specular reflection of a point laser Specular reflection instead of diffuse reflection can detect the deviation of 360 degrees from the center in the plane, and the system has a simple structure, relatively low requirements for installation accuracy, convenient installation and relatively low cost.
  • the correction error can be guided by adjusting the position of the laser emitter and/or the reflector.
  • the photosensitive plate is a CCD photosensitive plate. Sensitive to light. The reflected laser signal can be received well, and the received signal is converted into a digital signal and transmitted to the signal processor. And CCD sensing The board technology is relatively mature and the cost is low.
  • the reflector is a flat-bottomed conical shape, and the reflective surface of the reflector is a smooth plane.
  • the flat-bottom conical structure of the reflector corresponds to the inner region of the limit range and the outer region of the limit vane.
  • the inner limit of the limit determines the size of the positioning error.
  • the laser light emitted by the laser emitter is irradiated outside the limit range of the reflector, that is, corresponding to the conical surface position, the laser light is reflected at an angle to the opposite direction of the photosensitive plate. That is, when the incident light exceeds the upper limit of the reflector, the reflected laser spot appears below the center point of the photosensitive plate; conversely, if the incident light exceeds the T limit of the reflector, the spot of the light appears above the center point of the photosensitive plate. According to this principle, the deviation direction of the light 360 degrees can be detected.
  • the stencil transmits a signal to the signal processor to calculate the direction of the offset and move the device to correct the error.
  • the distance between the laser emitter and the reflector is 0 to 50 m. Due to the point laser and specular reflection, the detectable distance is relatively long.
  • the distance between the laser emitter and the reflector is 0.3 ⁇ '5m. Error detection and correction within this range is more accurate and convenient.
  • the laser emitter, the photographic plate and the signal processor are integral. Moving the whole is easier and more efficient when correcting errors.
  • Another technical problem to be solved by the present invention is to provide a method of detecting errors and guiding error correction.
  • the technical solution adopted is to use the system for dry detection error and guiding error correction of the present invention, and includes the following steps:
  • the laser emitter emits a laser to the reflector, and the reflector reflects the spot laser to the photosensitive plate, detects the position of the laser spot reflected by the reflector through the photosensitive plate, and feeds the position of the laser spot to the signal processor, and the signal processor passes Compare with the stored signal position, calculate whether the target object position has deviation and deviation, and send the result of signal processing to the equipment control center in real time; 2) adjust the laser emitter according to the result displayed by the equipment control center And / or the position of the reflector to eliminate the deviation.
  • step 2) when a super limit occurs, the moving laser emitter and/or the reflector move the reflected light toward the center point according to the deviation direction given by the signal processor, when the super-limit point jumps on the reflected beam CCD
  • the mobile platform continues to move the radius distance of the inner region of the limit range of the reflector in the opposite direction of the deviation, and reaches the center of the limit region, that is, the positioning center completes the error correction guidance.
  • the light source is centered and reflected by the light emitter.
  • the centers of the plates are on the same line.
  • the error can be detected accurately and conveniently, and the error can be corrected more efficiently.
  • Figure 1 shows a specific embodiment of the system for detecting errors and guiding error correction of the present invention.
  • Fig. 2 is a schematic view showing the reflection structure when the deviation in Fig. 1 is at the upper limit position.
  • FIG. 3 is a schematic view showing the reflection structure when the deviation in FIG. 1 is at the lower limit position.
  • Figure 4 shows a preferred embodiment of the figure.
  • Figure 5 shows a specific implementation of the reflector of Figure 1.
  • the figure shows: 1, laser transmitter, 2, reflector, 2.1, upper limit, 2, 2, lower limit, 3, photosensitive plate, 4, signal processor, 5, equipment control center.
  • the system for detecting errors and directing error correction includes a laser emitter 1 for transmitting a point laser:
  • the reflector 2 is used for specular reflection of the laser emitted from the laser emitter 1.
  • the photosensitive plate 3 is used to detect the laser signal reflected by the reflector 2.
  • the photosensitive plate 3 is a CCD photosensitive plate.
  • a signal processor 4 electrically connected to the photosensitive plate 3 for processing a signal transmitted by the photosensitive plate 3;
  • the device control center 5 is electrically connected to the signal processor 4 to display the result of the signal processor 4.
  • the reflector 2 is a flat-bottom conical shape or a truncated cone shape, and the flat-bottom conical reflector 2 is shown to have an upper limit of 2.1 and a lower limit of 2.2 at the upper corner and the lower corner of the flat-bottom cone.
  • the area in the circumference formed by the upper limit 2.1 and the lower limit 2.2 is referred to as the inner ring of the limit range inner area of FIG. 5, and the outer circumference area formed by the upper limit 2.1 and the lower limit 2.2 is referred to as the outer limit area of the limit range (FIG. 5 Outer ring).
  • the reflecting surface of the reflector 2 is a smooth plane.
  • the laser beam is vertically reflected back to the origin after the reflector 2, and the photosensitive plate 3 receives no signal, indicating that the deviation of the target action platform is allowed.
  • the positioning is normal.
  • the incident light exceeds the upper limit 2.1 of the reflector 2 (i.e., the outer range of the upper limit of the upper limit: I I is irradiated), the reflected laser spot appears below the center point of the photosensitive plate 3.
  • the upper limit 2.1 of the reflector 2 i.e., the outer range of the upper limit of the upper limit: I I is irradiated
  • the incident light exceeds the T limit 22 of the reflector 2 (i.e., the outer region of the limit range below the lower limit 2.2)
  • the reflected laser spot appears above the center point of the photosensitive plate 3.
  • the deviation direction of the light relative to the center point by 360 degrees can be detected.
  • the plate 3 transmits a signal to the signal processor 4 to calculate the direction of the offset and guide the device through the device control center 5 to correct the error.
  • the distance between the laser emitter 1 and the reflector 2 is 0 to 50 m. In a preferred embodiment, the distance between the laser emitter 1 and the reflector 2 is 0.3 to 5 m.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of the invention is shown in FIG.
  • the laser emitter: I is located at the center of the photosensitive plate 3, and the laser emitter 1, the photosensitive plate 3, and the signal processor 4 are formed in one piece.
  • the invention also discloses a method for detecting errors and guiding error correction, which adopts the system for detecting errors and guiding error correction of the invention, and comprises the following steps - ⁇ )
  • the laser emitter 1 emits a point laser to the reflector 2, and the reflector 2 reflects the point laser to the photosensitive plate 3, detects the position of the laser spot reflected by the reflector 2 through the photosensitive plate 3, and feeds back the position of the laser spot to the signal processing.
  • the signal processor 4 compares the stored signal position to calculate whether the position of the target object is biased and the direction of the deviation, and the result of the signal processing is sent to the device control center 5 in real time;
  • the position of the laser emitter 1 and/or the reflector 2 is automatically adjusted manually or by the signal control of the device control center 5 to eliminate the deviation.
  • step 2) when the upper limit 2.1 or the lower limit 2.2 is exceeded, the moving laser emitter 1 and/or the reflector 2 moves the reflected light toward the center point according to the deviation given by the signal processor 4, when the reflection
  • the moving laser emitters i and Z or the reflector 2 platform are moved to move within the limit range of the reflector 2 in the opposite direction of the deviation (ie, in FIG. 5)
  • the radius of the ring), the center of the zone within the limit range, that is, the positioning center completes the error correction guidance.
  • the center of the light source of the light emitter 1 and the center of the counter: the light plate 2 are on the same line, that is, the reflector 2 and the laser emission
  • the relative error of the platform on which each device is located is 0.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

一种用于检测误差并引导误差校正的系统，包括：激光发射器（1），用于发射点激光；反光板（2），用于对激光发射器（1）发射出的激光进行镜面反射；感光板（3），用于检测反光板（2）发射的激光信号；信号处理器（4），与感光板（3）电连接，用于处理感光板（3）传递的信号；设备控制中心（5），与信号处理器（4）电连接，显示信号处理器（4）的结果；信号处理器（4）接收到感光板（3）传递过来的反射激光点位置信号，并与存储的中心点位置比较后计算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方向，实时输送给设备控制中心（5）以进行偏差校正。还提供一种检测误差并引导误差校正的方法。

Description

用于检测误差并引导误差校正的系统及:
技术领域
本发明涉及一种位置检测系统， 具体涉及一种 ]¾于检劉误差并引导误差校正的系统及方 法。
现有位置检测系统一般采用光电开关反光板式。其一般包括机械移动平台、红外光源和反 光板， 红外光源和反光板设在机械移动平台上， 所述反光板采用凹凸不平的反光面。其利用漫 反射方式确认前方检测目标是否存在误差， 一般 于检测目标是否在前方。但该位置检测系统 无法检测目标在前方的左右上下位置偏差， 或者说其无法确定误差是相对于中心向左、 向右、 向上、 向下的位置偏差方向， 也无法引导设备自行进行误差调整。现有技术中也有检测单轴的 误差的定位装置， 但都结构复杂、 安装精度要求高、 成本高， 且与两机构间的固定底座的相对 位置有关， 无法全面检测误差。 发明内容
本发明所要解决的一个技术问题是，提供一种用于检测误差并引导误差校正的系统， 该系 统能 ^于检测相对于中心的上下左右误差并引导误差校正， 结构筒单、安装精度要求和成本 更低。
本发明的技术解决方案是， 提供一种具有以下结钩的用于检测误差并引导误差校正的系 统， 包括： 激光发射器， 用干发射点激光； 反光板， 用干对激光发射器发射出的激光进行镜面 反射； 感光板， 用于检测反光板反射的激光信号； 信号处理器， 与感光板电连接， 于处理感 光板传递的信号； 设备控制中心， 与信号处理器电连接， 显示信号处理器的结果； 信号处理器 接收到感光板传送过来的反射激光点位置信号，并与存储的中心点位置比较后计算出目标物体 位置是否有偏差及偏差的方向， 实时输送给设备控制中心以进行偏差校正。
与现有技术相比，本发明的用于检测误差并引导误差校正的系统具有以下优点： 本发明的 ]¾于检测误差并引导误差校正的系统包括用于对点激光进行镜面反射的反光板，采用的是镜面 反射而不是漫反射， 能检测出平面内相对于中心 360度的偏差， 而且该系统结构简单， 对安装 精度的要求相对较低， 安装方便， 成本也相对更低。 而且通过检测可得到目标位置相对中心点 位置的偏差的方向， ^而通过调整激光发射器和 /或反光板的位置可引导校正误差。
在本发明的一个实施例中， 所述感光板采用 CCD感光板。 对光线比较敏感。 能较好地接 收到反射的激光信号， 并将接收到的信号转换成数字信号传递给信号处理器。 而且 CCD感光 板技术相对比较成熟， 成本较低。
在本发明的一个实施例中，所述反光板为平底圆锥形，所述反光板的反射面为光滑的平面。 反光板的平底圆锥形结构对应形成极限范围内区和极限范圈外区。极限范围内区决定了定位允 许误差的大小， 当激光发射器发射的点激光照射在反:光板的平面的极限范围内区时，激光垂直 反射回原点， 感光板接收不到信号， 说明目标动作平台在极限范围内， 定位正常即在允许的误 差范围内。 当激光发射器发射的点激光照射在反光板的极限范围外区即对应圆锥面位置时， 激 光成一定角度反射到感光板的反方向。也就是入射光线超出反光板的上极限时， 反射激光点出 现在感光板的中心点的下方； 反之， 若射光线超出反光板的 T极限 ， 射光点出现在感光板的 中心点的上方。根据这个原理， 可检测光线 360度的偏差方向。 感光板将信号传递给信号处理 器可计算出偏移的方向， 并弓 ί导设备进行移动以校正误差。
在本发明的一个实施例中，所述激光发射器与反光板之间的距离为 0〜50m。 由于采用的是 点激光和镜面反射， 可检测距离相对较长。
在本发明的一个优选实施例中， 所述激光发射器与反光板之间的距离为 0.3〜'5m。 在这个 范围内的误差检测和校正更准确、 更方便。
在本发明的另一个优选实施例中， 所述激光发射器、 感光板和信号处理器为一个整体。 整 体进行移动， 在校正误差时更方便、 更高效。
本发明所要解决的另一个技术问题是， 提供一种检测误差并引导误差校正的方法。
针对该技术问题，采 的技术解决方案是， 采用本发明的用干检测误差并引导误差校正的 系统， 并包括以下歩骤：
1 ) 激光发射器向反光板发射点激光， 反光板将点激光反射到感光板， 通过感光板检测反 光板反射回来的激光点位置， 并将激光点位置反馈给信号处理器，信号处理器通过与存储的信 号位置进行比对，计算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方^ , 并将信号处理的结果实时输 送给设备控制中心； 2) 根据设备控制中心显示的结果， 调整激光发射器和 /或反光板的位置， 以消除偏差。
在步骤 2)中当出现超极限时，移动激光发射器和 /或反光板根据信号处理器给出的偏差反 方向使反射光向中心点移动， 当反射光丛 CCD上的超极限点跳变到中心点时， 移动平台继续 向偏差反方向移动反光板的极限范围内区的半径距离，到达极限范围内区中心即定位中心完成 误差校正引导， 此时激：光发射器的光源中心与反光板的中心在同一直线上。
通过以上步骤可准确、 方便地检测误差并能更高效地对误差进行校正。
»图说明
图 1所示是本发明的用于检测误差并引导误差校正的系统的一种具体实施例。
图 2所示是图 1中偏差位于上极限位置时的反射结构示意图。
图 3所示是图 1中偏差位于下极限位置时的反射结构示意图。 图 4所示是图〗中的一种优选实施倒。
图 5所示是图 1中的反光板的一种具体实施倒。
图中所示： 1、 激光发射器， 2、 反光板， 2。1、 上极限， 2,2、 下极限， 3、 感光板， 4、 信 号处理器， 5、 设备控制中心。 具体实 式
下面结合附图和具体实施倒对本发明作进一步说明。
如图 1所示为本发明的 于检测误差并引导误差校正的系统一种具体实施例。在该实施例 中， 该用于检测误差并引导误差校正的系统包括- 激光发射器 1 , 用于发射点激光：
反光板 2, 用于对激光发射器 1发射出的激光进行镜面反射。
感光板 3 , 用干检测反光板 2反射的激光信号。 在本实施飼中， 所述感光板 3采用 CCD 感光板。
信号处理器 4， 与感光板 3电连接， 用于处理感光板 3传递的信号；
设备控制中心 5 , 与信号处理器 4电连接， 显示信号处理器 4的结果。
如图 5所示，所述反光板 2为平底圆锥形或称为圆台形，所示平底圆锥形反光板 2在平底 圆锥的上转角点和下转角点分别形成了上极限 2.1和下极限 2.2 , 上极限 2.1和下极限 2.2形成 的圆周内的区域称为极限范围内区 图 5的内环） ， 上极限 2.1和下极限 2.2形成的圆周外的 区域称为极限范围外区 （图 5的外环） 。 所述反光板 2的反射面为光滑的平面。
如图 i所示， 当激光发射器 1发射的点激光照射在极限范围内区时， 经反光板 2后激光垂 直反射回原点，感光板 3接收不到信号，说明目标动作平台的偏差在允许的范围内，定位正常。
如图 2所示， 当入射光线超出反光板 2的上极限 2.1位置 （即照射在上极限: I I上方的极 限范围外区） ^†， 反射激光点出现在感光板 3的中心点的下方。
如图 3所示， 当入射光线超出反光板 2的 T极限 22 (即照射在下极限 2.2下方的极限范 围外区）时， 反射激光点出现在感光板 3的中心点的上方。 根据这个原理， 可检测光线相对中 心点 360度的偏差方向。
感光板 3将信号传递给信号处理器 4可计算出偏移的方向，并通过设备控制中心 5引导设 备进行移动以校正误差。
在本发明的一个实施倒中，所述激光发射器 1与反光板 2之间的距离为 0〜50m。在优选的 实施例中， 所述激光发射器 1与反光板 2之间的距离为 0.3〜5m。
如图 4所示为本发明的一个优选实施例。 在该实施例中， 所述激光发射器: I位于感光板 3 的中心， 且激光发射器 1、 感光板 3和信号处理器 4形为一个整体。
本发明还公开了一种检测误差并引导误差校正的方法，其采用本发明的用于检测误差并引 导误差校正的系统， 并包括以下步骤- 】） 激光发射器 1 向反光板 2发射点激光， 反光板 2将点激光反射到感光板 3 , 通过感光 板 3检测反光板 2反射回来的激光点位置， 并将激光点位置反馈给信号处理器 4, 信号处理器 4通过与存储的信号位置进行比对， 计算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方向， 并将信号 处理的结果实时输送给设备控制中心 5 ;
2) 根据设备控制中心 5显示的结果， 手动或者通过设备控制中心 5的信号控制自动调整 激光发射器 1和 /或反光板 2的位置， 以消除偏差。
在歩骤 2) 中当出现超出上极限 2.1或下极限 2.2时， 移动激光发射器 1和 /或反光板 2根 据信号处理器 4给出的偏差反方向使反射光向中心点移动， 当反射光从 CCD感光板 3上的超 极限点跳变到中心点时，继续移动激光发射器 i和 Z或反光板 2平台向偏差反方向移动反光板 2 的极限范围内区（即图 5中内环）的半径距离， 到达极限范围内区中心即定位中心完成误差校 正引导，此时激：光发射器 1的光源中心与反:光板 2的中心在同一直线上， 即反光板 2与激光发 射器〗各自所在的平台相对误差为 0。
虽然己经结合具体实施例对本发明进行了描述，然而可以理解，在不脱离本发明的范围的 情况下， 可以对其进行各种改进或替换。 尤其是， 只要不存在结构上的冲突， 各实施例中的特 征均可相互结合起来，所形成的组合式特征仍属于本发明的范围内。本发明并不局限于文中公 开的特定实施例， 而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims

权利要求书
1. 一种用于检测误差并引导误差校正的系统， 包括；
激光发射器， 用于发射点激：光；
反光板， 用于对激光发射器发射出的激光进行镜面反射：
感光板， ]¾于检测反光板反射的激光信号；
信号处理器， 与感光板电连接， ¾于处理感光板传递的信号；
设备控制中心， 与信号处理器电连接， 显示信号处理器的结果；
信号处理器接收到感光板传送过来的反射激光点位置信号，并与存储的中心点位置比较后 计算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方向， 实时输送给设备控制中心以进行偏差校正。
2. 根据权利要求 1所述的用于检测误差并引导误差校正的系统， 其中， 所述感光板采用 CCD感光板。
3. 根据权利要求 1所述的 于检测误差并引导误差校正的系统， 其中， 所述反光板为平 底圆锥形， 所述反光板的反射面为光滑的平面。
4. 根据权利要求 1所述的 ]¾于检测误差并引导误差校正的系统， 其中， 所述激光发射器 与反:光板之间的距离为 0〜50m。
5. 根据权利要求 4所述的用于检测误差并引导误差校正的系统， 其中， 所述激光发射器 与反光板之间的距离为 0.3〜5m。
6. 根据权利要求 I所述的用于检测误差并引导误差校正的系统，其中，所述激光发射器、 感光板和信号处理器为一个整体。
7. 一种检溯误差并引导误差校正的方法， 采用用于检测误差并引导误差校正的系统， 该 系统包括- 激光发射器， 用于发射点激光；
反光板， 于对激光发射器发射出的激光进行镜面反射；
感光板， ^于检测反光板反射的激光信号；
信号处理器， 与感光板电连接， ^于处理感光板传递的信号；
设备控制中心， 与信号处理器电连接， 显示信号处理器的结果；
信号处理器接收到感光板传送过来的反射激光点位置信号，并与存储的中心点位置比较后 计算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方向， 实时输送给设备控制中心以进行偏差校正； 该方法包括以下歩骤：
1 ) 激光发射器向反光板发射点激光， 反光板将点激光反射到感光板， 通过感光板检测反 光板反射回来的激光点位置， 并将激光点位置反馈给信号处理器，信号处理器通过与存储的信 号位置进行比对， †算出目标物体位置是否有偏差及偏差的方向， 并将信号处理的结果实时输 送给设备控制中心； 2 ) 根据设备控制中心显示的结果， 调整激光发射器和 /或反光板的位置， 以消除偏差。
8, 根据权利要求 7所述的检测误差并引导误差校正的方法， 其中， 所述感光板采用 CCD 感光板， 在歩骤 2)中当出现超极限时， 移动激光发射器和 /或反光板根据信号处理器给出的偏 差反方向使反射光^中心点移动， 当反射：光 CCD上的超极限点跳变到中心点时， 移动平台 继续 ^偏差反方向移动反光板的极限范围内区的半径距离，到达极限范围内区中心即定位中心 完成误差校正引导， 此^激光发射器的光源中心与反光板的中心在同一直线上。
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