基于非线性拟合的激光三角位移传感器标定方法

• 作者: 丛日刚 崔昊 李兴强 郭锐
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 工学
• 关键词: 测量 传感器标定 多元自适应卡尔曼滤波 非均匀B样条曲线拟合 位置敏感器件 激光三角法
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 测量与计量
• 页码范围: 142-151
• 页数: 10页
• 分类号: TP202.2
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL202047.0904003

摘要

为解决基于位置敏感器件(PSD)的激光三角位移传感器在复杂光电噪声干扰下的精密标定问题,提出一种多元自适应卡尔曼滤波(MAKF)与非均匀B样条曲线拟合的联合标定方法.通过分析测量原理和计算方法,对位移传感器的非线性特性进行了详细说明,进而提出应用曲线拟合的方法进行非线性标定.针对曲线拟合的特点,设计了一种多元自适应卡尔曼预处理算法用于滤除光电噪声干扰;通过非均匀的节点矢量划分,构建了B样条曲线拟合模型,进一步提高了标定系统的精度.在实际工况下进行了标定实验,实验结果表明,该曲线拟合标定方法能够完成激光位移传感器的高精度标定,其定位精度为0.7％,平均测量误差可达0.012 mm,标定均方误差约为2.12×10-5 mm2.