激光三角測量技術
發(fā)布日期:2012-08-10 蘭生客服中心 瀏覽:2539
用于測量從傳感器至目標之間直線距離的激光三角測量傳感器已經(jīng)使用了十多年了,由于數(shù)字電子器件和大功率數(shù)字信號處理器(DSP)的結合使得激光不再對目標顏色、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,激光三角測量技術方法已經(jīng)得到了發(fā)展。
在幾乎相同的時間內(nèi),市場上出現(xiàn)了視覺相機,用于檢測標簽方向、探測表面缺陷、而近來則用于測量零部件的具體特征,如孔徑、溝槽間隙或者是機加工(成形)零部件上的通道等。許多視覺相機制造廠家和系統(tǒng)配套廠家試圖將視覺相機檢測原理延伸到計量領域。但是,其他一些特征,如臺階高度、擠壓輪廓形狀和加工后產(chǎn)品的容積以及機器人的定位和導向等,要用視覺相機測量仍然是一項艱巨的任務。
臺階高度測量
激光三角測量用于臺階高度測量、確定擠壓產(chǎn)品輪廓形狀和機器人定位和控制方面,可提供良好的分辨率。但是,即使這種測量技術方法也有其局限,原因是激光傳感器的點尺寸非常小,意味著需要采用多個傳感器,因此使得這種解決方案既復雜又昂貴。
將激光三角測量傳感器與一種控制器結合起來,可從直線上獲取二維數(shù)據(jù)。但是這種三角測量傳感器要能產(chǎn)生一條直線,而不是一個點,而這種控制器則應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)有移動部件,容易因為發(fā)生振動和沖擊而被損壞。
Micro-Epsilon公司開發(fā)的ScanCONTROL2800傳感器可克服這些局限。該系統(tǒng)配置有一個固體激光直線投影裝置,沒有移動零部件,已經(jīng)按照ISO 標準進行過沖擊和振動試驗,可分別承受15g和2g的沖擊和振動。
因為傳感器是以激光三角測量為基礎的,所以,可按絕對測量原理用于執(zhí)行計量任務。傳感器數(shù)據(jù)輸出沿FireWrie接口進行,以視覺相機FireWire協(xié)議為基礎,所以,用戶會發(fā)現(xiàn)與其接口連接非常簡單。
沒有視覺問題
因為該技術不是以視覺相機原理為基礎,所以,沒有視覺相機成套時會碰到的傳統(tǒng)問題。其特點如下:
(1)照明——ScanCONTROL-2800功能猶如Micro-Epsilon激光三角測量傳感器,每次進行測量時,可調節(jié)光的強度,而無需進行平均或過濾。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環(huán)境光源防護的工廠中工作。
(2)從相機鏡頭到目標的距離——ScanCONTROL2800的景深可達250mm(Z坐標),直線長度為150mm(Y坐標)。只要在這個測量視窗之內(nèi),可對目標進行準確測量。而視覺相機要求將目標反復放置在閱讀鏡頭的前面。
(3)測量速度——常規(guī)相機系統(tǒng)和某些其他的三角測量系統(tǒng)一般只能以每秒50幀的速度運行。ScanCONTROL2800配備有高速CMOS矩陣元件,以及功能非常強大的DSP,因此可將速度增加到4000面/s。這樣高速的測量速率使其能夠應用于各種用途,如高速機器人定位和控制、擠壓輪廓、膠珠、焊縫輪廓等的實時測量以及容積計算等。
(4)系統(tǒng)精度——ScanCONT ROL2800是一種絕對測量原理的裝置。所表示的精度是以微米計算,而不是以像素或亞像素分辨率計算。對多數(shù)目標表面而言,分辨率可低達10um。X坐標上的分辨率可供選擇的范圍是64、128、256、512和1024點。將X坐標上的分辨率與特殊定制的直線長度相結合,可獲得用戶具體所需要的分辨率。
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