激光三角測量技術(shù)

用于測量從傳感器至目標之間直線(xiàn)距離的激光三角測量傳感器已經(jīng)使用了十多年了，由于數字電子器件和大功率數字信號處理器（DSP）的結合使得激光不再對目標顏色、紋理和周?chē)h(huán)境以及環(huán)境光線(xiàn)和溫度變化那么敏感了，激光三角測量技術(shù)方法已經(jīng)得到了發(fā)展。

在幾乎相同的時(shí)間內，市場(chǎng)上出現了視覺(jué)相機，用于檢測標簽方向、探測表面缺陷、而近來(lái)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(jué)相機制造廠(chǎng)家和系統配套廠(chǎng)家試圖將視覺(jué)相機檢測原理延伸到計量領(lǐng)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(jué)相機測量仍然是一項艱巨的任務(wù)。

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(shù)方法也有其局限，原因是激光傳感器的點(diǎn)尺寸非常小，意味著(zhù)需要采用多個(gè)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(lái)，可從直線(xiàn)上獲取二維數據。但是這種三角測量傳感器要能產(chǎn)生一條直線(xiàn)，而不是一個(gè)點(diǎn)，而這種控制器則應該能輸出跨越直線(xiàn)的距離數值。這些系統的局限性在于它們的體積大，而且在傳感器頭內有移動(dòng)部件，容易因為發(fā)生振動(dòng)和沖擊而被損壞。

Micro-Epsilon公司開(kāi)發(fā)的ScanCONTROL 2800傳感器可克服這些局限。該系統配置有一個(gè)固體激光直線(xiàn)投影裝置，沒(méi)有移動(dòng)零部件，已經(jīng)按照ISO 標準進(jìn)行過(guò)沖擊和振動(dòng)試驗，可分別承受15g和2g的沖擊和振動(dòng)。

scanCONTROL 2800 / 2810

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行計量任務(wù)。傳感器數據輸出沿FireWrie接口進(jìn)行，以視覺(jué)相機FireWire協(xié)議為基礎，所以，用戶(hù)會(huì )發(fā)現與其接口連接非常簡(jiǎn)單。

沒(méi)有視覺(jué)問(wèn)題

因為該技術(shù)不是以視覺(jué)相機原理為基礎，所以，沒(méi)有視覺(jué)相機成套時(shí)會(huì )碰到的傳統問(wèn)題。其特點(diǎn)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(jìn)行測量時(shí)，可調節光的強度，而無(wú)需進(jìn)行平均或過(guò)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(chē)輛上或毫無(wú)環(huán)境光源防護的工廠(chǎng)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(xiàn)長(cháng)度為150mm（Y坐標）。只要在這個(gè)測量視窗之內，可對目標進(jìn)行準確測量。而視覺(jué)相機要求將目標反復放置在閱讀鏡頭的前面。

（3）測量速度——常規相機系統和某些其他的三角測量系統一般只能以每秒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(shí)時(shí)測量以及容積計算等。

（4）系統精度——ScanCONTROL 2800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(diǎn)。將X坐標上的分辨率與特殊定制的直線(xiàn)長(cháng)度相結合，可獲得用戶(hù)具體所需要的分辨率。(end)