[發(fā)明專利]基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010596433.3
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111722243A
• 公開（公告）日: 2020-09-29
• 發(fā)明（設計）人: 許永童;許用疆;謝勇;張林;葉益誠
• 申請（專利權）人: 上海蘭寶傳感科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48;G01S7/48
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 李慶

本發(fā)明提供一種基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法，包括步驟：S1：建立一溫度補償激光三角測量系統(tǒng)；S2：利用所述溫度補償激光三角測量系統(tǒng)測量所述被測物體與光闌的距離，獲得測量距離；S3：利用補償公式對所述測量距離進行補償，獲得補償距離。本發(fā)明的一種基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法，不僅可解決產品高溫與低溫時的測量偏差問題，而且對長時間工作形成的溫度累積的測量誤差也有很明顯的改善。

技術領域

本發(fā)明涉及激光三角測量領域，尤其涉及一種基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法。

背景技術

現有的激光三角測量方案中，對于溫度引起的誤差，一種方法是從材料的角度，選用熱膨脹系數較小的材料；另一種方法是從溫度的角度，增加散熱的結構，或采用降溫電路，以降低系統(tǒng)內的上升溫度。

但從材料的角度只能解決部分因溫度引起的測量偏差問題，產品的測量精度并不能達到很高的要求；增加散熱結構會增加結構設計的難度，而且熱量不能完全散去，因內部溫度的累積，長時間的測量結果與剛開始上電的測量結果偏差更大；降溫電路很難全面的降低系統(tǒng)內的溫度，增加電路設計的難度與成本。

發(fā)明內容

針對上述現有技術中的不足，本發(fā)明提供一種基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法，不僅可解決產品高溫與低溫時的測量偏差問題，而且對長時間工作形成的溫度累積的測量誤差也有很明顯的改善。

為了實現上述目的，本發(fā)明提供一種基于激光三角測量系統(tǒng)低溫漂輸出的溫度補償測距方法，包括步驟：

S1：建立一溫度補償激光三角測量系統(tǒng)；所述溫度補償激光三角測量系統(tǒng)包括：位于一激光發(fā)射光路并依次排列的一激光發(fā)射器、一光闌和一被測物，以及位于一激光反射光路并依次排列的所述被測物、一凸鏡和一光圖像傳感器，還包括至少一溫度傳感器，所述溫度傳感器設置于所述光圖像傳感器的感光窗口一側；

S2：利用所述溫度補償激光三角測量系統(tǒng)測量所述被測物體與光闌的距離，獲得測量距離；

S3：利用補償公式對所述測量距離進行補償，獲得補償距離。

優(yōu)選地，所述溫度補償激光三角測量系統(tǒng)還包括一鏡架，所述凸鏡和所述光闌設置于所述鏡架；所述鏡架的線性膨脹系數小于30PPM；所述凸鏡的溫度系數小于5PPM；所述光闌的熱膨脹系數小于10PPM。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器的分辨率為0.1℃，所述溫度傳感器的溫度偵查范圍為-50℃～100℃。

優(yōu)選地，所述溫度傳感器支持IIC接口或串口通訊接口。

優(yōu)選地，所述補償公式為：

其中x表示所述補償距離，A、B、C、D為常數，Z表示像素中心值，Δ表示光圖像傳感器在溫度變化范圍T內像素的變化。

優(yōu)選地，所述補償公式為：

其中，X1表示所述補償距離，k表示溫度斜率，f(T)表示溫度，x0表示擬合后的初始距離；A、B、C表示擬合后得到的常數，x表示所述測量距離。

本發(fā)明由于采用了以上技術方案，使其具有以下有益效果：

1、從系統(tǒng)的角度考慮溫度引起激光三角測量系統(tǒng)測量誤差的影響，并從系統(tǒng)的角度改善溫漂影響因子。

2、增加溫度傳感器，實時偵測產品內部的溫度。

3、提出溫度補償算法，進一步減小溫度引起的測量誤差。

4、不僅解決的產品高溫與低溫時的測量偏差問題，而且對長時間工作形成的溫度累積的測量誤差也有很明顯的改善。

附圖說明