[發明專利]一種線激光快速測高裝置及方法

在審

• 申請號: 202010030132.4
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111076665A
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 饒楊海;溫培剛
• 申請（專利權）人: 上海知津信息科技有限公司
• 主分類號: G01B11/02
• 分類號: G01B11/02;G01B11/06;G01S17/08
• 代理公司: 上海精晟知識產權代理有限公司 31253
• 代理人: 楊軍

本發明涉及一種線激光快速測高裝置，包括電源、線型激光器、移軸鏡頭、CCD傳感器、PCB電路板和載物面，載物面為固定的平板面或者為流水線上的平滑面，載物面上置有被測物體，載物面正上方安裝有線型激光器，線型激光器用于垂直向下投射激光線，激光線投影到被測物體和載物面上，移軸鏡頭斜向上布置，經被測物體和載物面反射后的激光線成像到斜向上的移軸鏡頭內，并成焦在CCD傳感器上，CCD傳感器電連接PCB電路板，PCB電路板的輸出端連接輸出網口和IO口，PCB電路板、線型激光器分別通過線路連接電源；本發明能夠快速可靠地測量流水線上經過的物體高度，有效改善了現有技術的測量精度低，速度慢，可靠性差等問題。

[技術領域]

本發明涉及測量技術領域，具體地說是一種線激光快速測高裝置及方法。

[背景技術]

現有視覺測高技術中，測量精度、測量速度以及測量穩定可靠性一直是技術提高的關鍵點。目前，無接觸測高技術主要有這幾種：激光測高、視覺測高、三角測高。其中，(1)激光測高，是激光測距技術，通過測量發射激光與接收激光的時間差，然后乘上光速得到距離。(2)視覺測高，是利用攝像頭對被測物體拍照，通過物體在傳感器成的像，估算物體高度或距離。(3)三角測高，是利用線激光打在被測物體上，然后用攝像頭拍照，利用照射角與拍攝角度的差，計算出被測物體的高度。

以上測高方案均存在一定的不足之處：(1)激光測距精度不高，而且主要是測點，不能完全一次性測量物體的整體高度。(2)視覺測高需要固定的場景，對環境的亮度，光線角度等要求很高，測量不精確，而且這種技術需要復雜的軟件來處理，導致處理速度慢，測量速度慢。(3)三角測高技術相對來說比較好，利用線激光，和攝像頭拍照，利用角度差能比較好的測量物體高速，但這個角度差不好達到線性區間，誤差還不小，如果工作環境不斷有震動，會很大程度影響測量精度，可靠性不足。

[發明內容]

本發明的目的就是要解決上述的不足而提供一種線激光快速測高裝置，能夠快速可靠地測量流水線上經過的物體高度，有效改善了現有技術的測量精度低，速度慢，可靠性差等問題。

為實現上述目的設計一種線激光快速測高裝置，包括電源1、線型激光器2、移軸鏡頭3、CCD傳感器4、PCB電路板5和載物面6，所述載物面6為固定的平板面或者為流水線上的平滑面，所述載物面6上放置有被測物體7，所述載物面6正上方安裝有線型激光器2，所述線型激光器2用于垂直向下投射激光線，所述激光線投影到被測物體7和載物面6上，所述移軸鏡頭3斜向上布置，經被測物體7和載物面6反射后的激光線成像到斜向上的移軸鏡頭3內，并成焦在CCD傳感器4上，所述CCD傳感器4電連接PCB電路板5，所述PCB電路板5的輸出端連接輸出網口和IO口，所述PCB電路板5、線型激光器2分別通過線路連接電源1。

進一步地，所述載物面6上方橫跨有一個U型支架8，所述線型激光器2固定在U型支架8上方中間位置處。

進一步地，所述移軸鏡頭3、CCD傳感器4以及PCB電路板5組裝成一個封閉的相機，所述相機安裝在與線型激光器2同一高度但不同水平位置處。

本發明還提供了一種線激光快速測高裝置的測量方法，包括以下步驟：先通過線型激光器2將一束線型激光垂直照射在被測物體7和載物面6上，反射后的激光線經過移軸鏡頭3后成像到CCD傳感器4上，不同高度的物體通過測量線位置后在CCD傳感器4不同行上留下投影，并且投影的行所在的位置與被測物體7的高度成一定的投影關系，通過用已知高度的物體來標定測量系數，即可測量出被測物體7的高度；當多個被測物體7同時通過測量線時，則投射到CCD傳感器4上的不同列上，即可對多個被測物體同時測量。

進一步地，所述PCB電路板5內置有ARM處理器和FPGA芯片，當PCB電路板5采集到CCD傳感器4上的圖像信息后傳輸到FPGA芯片，再對輸入的圖像數據流提取中位線；然后ARM處理器控制曝光拍照，并讀取中位線數據，最后通過ARM處理器識別到被測物體7的數量以及根據交比定理計算出被測物體7的高度。