基于单目视觉的激光光束方向标定研究

• 作者: 付鲁华 刘常杰 杨桐郁 王仲 王磊
• 来源期刊: 测试科学与仪器
• 学科: 工学
• 关键词: 单目视觉 激光光束方向 坐标转换 激光位移传感器
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 页码范围: 354-363
• 页数: 10页
• 分类号: TH212
• 字数: 1990字
• 语种: 英文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-8042.2017.04.008

摘要

在由激光位移传感器组成的测量系统中,激光光束的方向是一个关键参数.方位角和俯仰角对于一条激光光束是最为重要的两个参数.本文中提出一种基于单目视觉的激光光束方向测量方法.首先,将CCD相机放置于基础平面上方,保持相机光轴与基础平面接近于垂直状态,并利用误差为10μm的圆孔型标定板建立单目定位模型.然后将激光光束发生装置放置在基础平面上并保持位置固定,同时在基础平面上放置特制靶块,使激光光束可以投射到靶块斜面上并形成一个激光光斑.在基础平面上方放置的CCD相机可以清晰的采集到激光光斑、靶块斜面的图像,应用相关算法提取出光斑质心的二维图像坐标.沿激光光束方向以相等间距移动靶块,通过CCD相机采集每移动一次靶块在当前位置下的光斑、靶块图像.利用相关的转换公式,结合靶块本身固有参数,将光斑质心图像二维坐标转换为基础平面下的空间三维坐标.由于靶块的移动,会得到靶块不同位置下激光光斑质心的三维坐标,将这些三维坐标拟合成空间直线表征待测激光光束.拟合直线得俯仰角即为待测激光光束的俯仰角.实验中,应用高精度仪器对靶块参数进行测定,并使用高精度标定板标定相机内外参数建立相应的定位模型.测量精度主要通过单目视觉定位精度、光斑重心提取精度来保证.结果显示,待测光束的俯角最大误差达到0.02°,光束间夹角的最大误差为0.04°.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王仲	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	58	779	12.0	26.0
2	刘常杰	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	57	669	15.0	23.0
3	付鲁华	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	45	491	13.0	21.0
4	王磊	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	112	730	15.0	20.0
5	杨桐郁	天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室	1	2	1.0	1.0