厚度测量中对射激光束共线性视觉检测

• 作者: 唐文彦 朱小平 李加福 杜华
• 来源期刊: 光学精密工程
• 学科: 工学
• 关键词: 共线检测 激光光轴 厚度测量 激光位移传感器
• 年，卷（期）: 2020,（8）
• 所属期刊栏目: 现代应用光学
• 页码范围: 1690-1699
• 页数: 10页
• 分类号: TP212
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/OPE.20202808.1690

摘要

针对厚度测量中对射激光束共线性的要求,提出了一种基于双分光棱镜的传感器光轴空间位姿视觉检测方法.在分光镜坐标系下,分析了单条激光束在组合分光棱镜中的光线传播和光斑变化规律,建立了两条激光相对位姿与光斑中心点之间的数学模型.借助于棱镜坐标系和图像坐标系之间的转换关系,可以根据四个拟合光斑中心坐标快速计算出激光束的相对位姿,进而将激光束的共线测量转换为光斑中心坐标的拟合、对比问题.实验结果表明,在传感器测量范围内,该方法可以使两条激光束之间的夹角不大于0.17°,距离不大于0.05 mm;同时,调整前后对量块的测量表明,厚度测量误差由12 μm减小到4μm,间接验证了共线检测方法的有效性.所提方法实现了光束调整过程的数字化、可视化,并且使共线性测量结果具有可溯源性,有助于定量分析因两个激光传感器测量线不重合而引起的厚度测量误差.