[發明專利]一種超分辨3D激光測量系統及方法

有效

• 申請號: 201310746107.6
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN103697825B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 屈恩世;賀正權;王麗莉;李育林;孔德鵬
• 申請（專利權）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G01B11/03
• 分類號: G01B11/03
• 代理公司: 西安智邦專利商標代理有限公司61211
• 代理人: 倪金榮

1.一種超分辨3D激光測量系統，其特征在于：包括空間相位調制相機、用于發射激光的激光器以及用于獲得被測目標平面二維坐標的經緯儀；

所述空間相位調制相機包括面陣探測器、分光鏡、單物鏡、第一接收器、第二接收器；

所述激光器向被測目標發射激光，由空間相位調制相機通過第一接收器、第二接收器分別接收由被測目標反射出的光線，再經過分光鏡折射通過單物鏡將光線傳送到面陣探測器。

2.根據權利要求1所述的一種超分辨3D激光測量系統，其特征在于：所述第二接收器像面位置上設置有正弦或余弦周期性的相位調制片。

3.根據權利要求1或2所述的一種超分辨3D激光測量系統，其特征在于：所述激光器為一字線激光器。

4.基于權利要求1所述的超分辨3D激光測量系統的超分辨3D激光測量方法，其特征在于：

包括以下步驟：

1】激光器發射激光并采用線陣掃描的方法對被測物體進行照明；設定物點的光亮度為L；

2】空間相位調制相機的面陣探測器通過單物鏡接收被測物體反射出的光線所成的像，獲得被測物體的像素空間坐標(N,M)及第一接收器、第二接收器所接收到的被測物體的光強度信息；

3】空間相位調制相機對被測物體的光強度信息進行比較，通過公式(1)～(3)，得到相位調制度sin(ωy)；

E_M(X,Y,Z)=π×L(X,Y,Z)×sin(ωy)×d²/4f²?????（1）

E_T(X,Y,Z)=π×L(X,Y,Z)×d²/4f²?????（2）

y=arcsin(E_M/E_T)/ω?????(3）

4】獲得被測物體三維坐標信息；

4.1]通過相位調制度獲取亞像元級的空間分辨率；

4.2]通過構線方程及被測物體的像點空間坐標(N,M)可獲得目標點的距離(Z),平面坐標(Y)；

4.3]通過經緯儀獲取物點平面坐標(X)；

5】通過控制經緯儀旋轉掃描三維空間，可獲得設備周圍三維空間的三維坐標信息。