激光三角測(cè)量技術(shù)

發(fā)布日期:2012-08-10    蘭生客服中心    瀏覽:2398

    用于測(cè)量從傳感器至目標(biāo)之間直線距離的激光三角測(cè)量傳感器已經(jīng)使用了十多年了,由于數(shù)字電子器件和大功率數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)的結(jié)合使得激光不再對(duì)目標(biāo)顏色、紋理和周圍環(huán)境以及環(huán)境光線和溫度變化那么敏感了,激光三角測(cè)量技術(shù)方法已經(jīng)得到了發(fā)展。

    在幾乎相同的時(shí)間內(nèi),市場(chǎng)上出現(xiàn)了視覺(jué)相機(jī),用于檢測(cè)標(biāo)簽方向、探測(cè)表面缺陷、而近來(lái)則用于測(cè)量零部件的具體特征,如孔徑、溝槽間隙或者是機(jī)加工(成形)零部件上的通道等。許多視覺(jué)相機(jī)制造廠家和系統(tǒng)配套廠家試圖將視覺(jué)相機(jī)檢測(cè)原理延伸到計(jì)量領(lǐng)域。但是,其他一些特征,如臺(tái)階高度、擠壓輪廓形狀和加工后產(chǎn)品的容積以及機(jī)器人的定位和導(dǎo)向等,要用視覺(jué)相機(jī)測(cè)量仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。

臺(tái)階高度測(cè)量

    激光三角測(cè)量用于臺(tái)階高度測(cè)量、確定擠壓產(chǎn)品輪廓形狀和機(jī)器人定位和控制方面,可提供良好的分辨率。但是,即使這種測(cè)量技術(shù)方法也有其局限,原因是激光傳感器的點(diǎn)尺寸非常小,意味著需要采用多個(gè)傳感器,因此使得這種解決方案既復(fù)雜又昂貴。

    將激光三角測(cè)量傳感器與一種控制器結(jié)合起來(lái),可從直線上獲取二維數(shù)據(jù)。但是這種三角測(cè)量傳感器要能產(chǎn)生一條直線,而不是一個(gè)點(diǎn),而這種控制器則應(yīng)該能輸出跨越直線的距離數(shù)值。這些系統(tǒng)的局限性在于它們的體積大,而且在傳感器頭內(nèi)有移動(dòng)部件,容易因?yàn)榘l(fā)生振動(dòng)和沖擊而被損壞。

    Micro-Epsilon公司開(kāi)發(fā)的ScanCONTROL2800傳感器可克服這些局限。該系統(tǒng)配置有一個(gè)固體激光直線投影裝置,沒(méi)有移動(dòng)零部件,已經(jīng)按照ISO 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行過(guò)沖擊和振動(dòng)試驗(yàn),可分別承受15g和2g的沖擊和振動(dòng)。

    因?yàn)閭鞲衅魇且约す馊菧y(cè)量為基礎(chǔ)的,所以,可按絕對(duì)測(cè)量原理用于執(zhí)行計(jì)量任務(wù)。傳感器數(shù)據(jù)輸出沿FireWrie接口進(jìn)行,以視覺(jué)相機(jī)FireWire協(xié)議為基礎(chǔ),所以,用戶會(huì)發(fā)現(xiàn)與其接口連接非常簡(jiǎn)單。

沒(méi)有視覺(jué)問(wèn)題

    因?yàn)樵摷夹g(shù)不是以視覺(jué)相機(jī)原理為基礎(chǔ),所以,沒(méi)有視覺(jué)相機(jī)成套時(shí)會(huì)碰到的傳統(tǒng)問(wèn)題。其特點(diǎn)如下:

    (1)照明——ScanCONTROL-2800功能猶如Micro-Epsilon激光三角測(cè)量傳感器,每次進(jìn)行測(cè)量時(shí),可調(diào)節(jié)光的強(qiáng)度,而無(wú)需進(jìn)行平均或過(guò)濾。不需要配備外部照明光源或均勻一致的照明光源。傳感器可在室外車輛上或毫無(wú)環(huán)境光源防護(hù)的工廠中工作。

    (2)從相機(jī)鏡頭到目標(biāo)的距離——ScanCONTROL2800的景深可達(dá)250mm(Z坐標(biāo)),直線長(zhǎng)度為150mm(Y坐標(biāo))。只要在這個(gè)測(cè)量視窗之內(nèi),可對(duì)目標(biāo)進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。而視覺(jué)相機(jī)要求將目標(biāo)反復(fù)放置在閱讀鏡頭的前面。

    (3)測(cè)量速度——常規(guī)相機(jī)系統(tǒng)和某些其他的三角測(cè)量系統(tǒng)一般只能以每秒50幀的速度運(yùn)行。ScanCONTROL2800配備有高速CMOS矩陣元件,以及功能非常強(qiáng)大的DSP,因此可將速度增加到4000面/s。這樣高速的測(cè)量速率使其能夠應(yīng)用于各種用途,如高速機(jī)器人定位和控制、擠壓輪廓、膠珠、焊縫輪廓等的實(shí)時(shí)測(cè)量以及容積計(jì)算等。

    (4)系統(tǒng)精度——ScanCONT ROL2800是一種絕對(duì)測(cè)量原理的裝置。所表示的精度是以微米計(jì)算,而不是以像素或亞像素分辨率計(jì)算。對(duì)多數(shù)目標(biāo)表面而言,分辨率可低達(dá)10um。X坐標(biāo)上的分辨率可供選擇的范圍是64、128、256、512和1024點(diǎn)。將X坐標(biāo)上的分辨率與特殊定制的直線長(zhǎng)度相結(jié)合,可獲得用戶具體所需要的分辨率。

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