【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于远距离三维空间位置距离测量，尤其涉及一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪及测量方法。
技术介绍
1、激光位移传感器是基于激光三角法原理并且利用激光线性度与激光检测技术进行位置距离测量的一类仪器，一般是由激光光源发生器(点光源、线光源、图案光源等)、互补金属氧化物半导体(complementary metal oxide semiconductor，cmos)或者电荷耦合器件(charge coupled device，ccd)激光检测单元、测量电路和测量算法组成，激光位移传感器能够以非接触方式、精确地测量物体的位置和位移等变化，可以高精度地测量位移、厚度、振动、距离、直径等几何参数。线激光位移传感器是激光位移传感器在二维空间上的一种延伸，也是基于激光三角法原理的一种测量方法，该传感器可高精度地测量一条线(直线或者曲线)上多个点、上百个点甚至上万个点的激光位移数据，该传感器可广泛应用于物体的轮廓度测量、平整度检测、直径测量、粗糙度测量、三维设备的逆向工程等领域。
2、激光位移传感器是利用激光光源发生器将特定波长的激光束射向被测物体的表面，漫反射的激光通过接收器的镜头与激光检测器接收；依据不同测量距离，激光检测器可以在不同的角度下检测接受收到的光点、一字线或图案，依据此角度及已知的激光检测器靶面偏置角度和距离，依据相似三角形的原理，信号处理单元就能计算出传感器和被测物体之间的距离。激光束在检测器靶面的位置通过微处理器计算分析，计算出相应的距离输出值。
3、传统的激光位移传感器虽然具有体积
4、为了解决上述技术问题，本专利技术设计了一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪及测量方法。
技术实现思路
1、针对现有技术中存在的不足，本专利技术提供了一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪及测量方法，解决了传统烟气干扰环境下远距离三维空间距离测量难的问题。
2、本专利技术通过以下技术手段实现上述技术目的。
3、一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，利用实验室标定的位置关系数据表进行真实测量，包括测量感测头和测量主机，测量感测头包括分别用于发出长波红外一字型激光和检测来自反射回来的一字型激光信号的红外检测器和激光发生器，二者之间通过固定件以一定角度安装固定在一起；红外检测器包括红外镜头、红外焦平面探测器、引接板、信号处理板、尾板，激光发生器包括分子气体激光光源发生器，分子气体激光光源发生器发射端前面放置有点/线光源转换柱面透镜，形成一个一字型分子气体激光光源，分子气体激光光源的发射与关闭由光源控制器控制；测量主机用于处理测量数据的算法处理，并给出激光的距离数据，包括高性能服务器和软件系统。
4、进一步地，所述信号处理板包括八核arm芯片及外围电路、引接板和尾板，其上嵌入有信号处理软件，信号处理软件能够实现长波红外激光中心物理像素算法，即lwlca算法。
5、进一步地，所述软件系统包括软件框架、测量算法模块、内存数据库，软件框架调用测量算法模块，内存数据库存储位置标定数据，软件框架管理维护标定数据库，测量算法模块调用内存数据库接口访问标定数据表；
6、软件框架包括进程通信模块、日志模块、数据管理模块、调度模块、界面模块、设备设置模块；进程通信模块用于实现软件系统内各个进程之间消息异步通信；日志模块用于记录软件系统的行为和活动功能；数据管理模块用于提供对内存数据库的数据维护管理功能；调度模块用于监测软件系统各个进程的健康状态，并启动与关闭进程；界面模块用于提供软件系统主界面；测量算法模块包括tlll-irdl矩阵数据表、tlll-irdl查询优化算法、目标线激光坐标点距离算法、输出线激光坐标点z方向距离信息、x方向点位置数据。
7、进一步地，所述实验室标定的位置关系数据表通过距离标定实验仪标定获得，距离标定实验仪包括高精度单轴直线电机模组、大尺寸高精度网格菲林标定板、电控驱动系统。
8、一种利用上述烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪的测量方法，包括如下过程：
9、步骤1：获取激光图像，通过信号处理板上的lwlca算法实现粗线条激光中心准确对应物理像素点，获取连续物理像素点坐标矩阵并传输到测量主机中；
10、步骤2：利用距离标定实验仪标定长波红外线激光测量仪，获得标定tlll-irdl位置矩阵数据表；
11、步骤3：进行tlll-irdl位置矩阵数据表查询优化；
12、步骤3.1：高性能服务器要求有n核心数，其中n-1核心主要负责将tlll-irdl位置矩阵数据表分为n-1区进行切片查询；
13、步骤3.2：测量算法模块的测量软件线程将矩阵表划分为n区域，并将n-1区相邻数据提取放到高性能主机的内存数据库中；
14、步骤3.3：测量软件接受连续物理像素点坐标矩阵，通知n-1个核心，各自核心依据点的所属区域位置获得实际线激光的z轴坐标位置；
15、步骤3.4：测量软件获得实际线激光的所有z轴点的坐标数据，z轴数据即为长波红外线激光测量仪与被测物体的距离。
16、进一步地，所述步骤1的具体过程如下：
17、步骤1.1：激光发生器向外发射激光至被测物体上，红外检测器获取一字型激光图像，并输出到其信号处理板上；
18、步骤1.2：信号处理板通过其上的信号处理软件将获得的激光图像进行二值化处理，获得二值化后的黑白激光图像；
19、步骤1.3：信号处理板上的嵌入软件取黑白激光图像白色区域同一列最大值x(l,n)和最小值y(m,n)的中心值，记为δn，获得白色图像区域中心值矩阵：θ{δ1,δ2,……,δn}，l、m、n分别表示黑白激光图像第l行、m行、n列，x(l,n)表示黑白激光图像中第l行和n列最大的白色像素点，y(m,n)表示黑白激光图像中第m行和n列最小的白色像素点；
20、步骤1.4：信号处理板(3.4)上的嵌入软件采用相邻w个点，对图像的白色区域像素点的中心本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，利用实验室标定的位置关系数据表进行真实测量，其特征在于，包括测量感测头(1)和测量主机(2)，测量感测头(1)包括分别用于发出长波红外一字型激光和检测来自反射回来的一字型激光信号的红外检测器(3)和激光发生器(4)，二者之间通过固定件以一定角度安装固定在一起；红外检测器(3)包括红外镜头(3.1)、红外焦平面探测器(3.2)、引接板(3.3)、信号处理板(3.4)、尾板(3.5)，激光发生器(4)包括分子气体激光光源发生器(4.1)，分子气体激光光源发生器(4.1)发射端前面放置有点/线光源转换柱面透镜(4.2)，形成一个一字型分子气体激光光源，分子气体激光光源的发射与关闭由光源控制器(4.3)控制；测量主机(2)用于处理测量数据的算法处理，并给出激光的距离数据，包括高性能服务器和软件系统。
2.根据权利要求1所述的烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，其特征在于，所述信号处理板(3.4)包括八核ARM芯片及外围电路、引接板和尾板，其上嵌入有信号处理软件，信号处理软件能够实现长波红外激光中心物理像素算法，即LWLC
3.根据权利要求2所述的烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，其特征在于，所述软件系统包括软件框架、测量算法模块、内存数据库，软件框架调用测量算法模块，内存数据库存储位置标定数据，软件框架管理维护标定数据库，测量算法模块调用内存数据库接口访问标定数据表；
4.根据权利要求3所述的烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，其特征在于，所述实验室标定的位置关系数据表通过距离标定实验仪标定获得，距离标定实验仪包括高精度单轴直线电机模组(5)、大尺寸高精度网格菲林标定板(6)、电控驱动系统。
5.一种利用权利要求4所述烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪的测量方法，其特征在于，包括如下过程：
6.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述步骤1的具体过程如下：
7.根据权利要求5所述的测量方法，其特征在于，所述步骤2的具体过程如下：
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于，所述步骤2.4的具体过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，利用实验室标定的位置关系数据表进行真实测量，其特征在于，包括测量感测头(1)和测量主机(2)，测量感测头(1)包括分别用于发出长波红外一字型激光和检测来自反射回来的一字型激光信号的红外检测器(3)和激光发生器(4)，二者之间通过固定件以一定角度安装固定在一起；红外检测器(3)包括红外镜头(3.1)、红外焦平面探测器(3.2)、引接板(3.3)、信号处理板(3.4)、尾板(3.5)，激光发生器(4)包括分子气体激光光源发生器(4.1)，分子气体激光光源发生器(4.1)发射端前面放置有点/线光源转换柱面透镜(4.2)，形成一个一字型分子气体激光光源，分子气体激光光源的发射与关闭由光源控制器(4.3)控制；测量主机(2)用于处理测量数据的算法处理，并给出激光的距离数据，包括高性能服务器和软件系统。
2.根据权利要求1所述的烟气干扰环境下远距离长波红外线激光测量仪，其特征在于，所述信号处理板(3.4)包括八核arm芯片及外围电路、引接板和尾板，其上嵌入有信号处理软件，信号处理软件能够...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。