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基于旋转激光扫描的坐标测量系统、方法及计算机设备技术方案

技术编号:44926595 阅读:7 留言:0更新日期:2025-04-08 19:06
本申请公开了一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统、方法及计算机设备,包括:以固定时间间隔发射脉冲激光的脉冲光源,在旋转过程中使反光组件将脉冲激光反射至不同的方向的旋转装置、基于接收到的脉冲激光对旋转装置的旋转角速度进行补偿的参考探测器以及基于接收到的脉冲激光确定坐标的目标探测器。通过本申请提供的方案,可以在无需搭载复杂光路的前提下,通过引入多个光电探测器来补偿环境对光路的干扰,从而提高对坐标信息的测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及测量,具体涉及一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统、方法及计算机设备


技术介绍

1、在测量领域中,坐标测量是其中的重要组成部分,而随着技术的进步,对于坐标的测量精度的需求也越来越高,尤其是在工业环境下,例如在工业现场的坐标测量过程中,坐标的测量精度尤为重要。

2、目前,比较常见的坐标测量包括激光跟踪仪、室内定位(igps)、车间测量定位系统(wmps)等等方式,而其中,为了提高坐标测量进度,目前提出了利用飞秒光梳作为光源,利用飞秒光梳在时域上脉冲频率的可溯源性,从而提高坐标的测量精度。然而,在上述过程中会导致在一些特殊的工业环境下,例如特别的温湿度下,激光的传播会因受到环境的干扰,从而导致均匀射出的激光脉冲在被测物体处不再均匀,使得测量得到的数据不够理想,通常情况下,需要搭建额外的复杂光路来进行补偿。


技术实现思路

1、针对上述技术问题,本申请实施例提供一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统、方法及计算机设备,旨在解决相关的坐标测量技术中因环境影响而导致测量结果不够精确的问题。

2、第一方面,本申请实施例提供一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统,包括:

3、脉冲光源,用于以固定时间间隔发射脉冲激光;

4、旋转装置,所述旋转装置上设置有反光组件,所述旋转装置在旋转过程中使所述反光组件将所述脉冲激光反射至不同的方向;

5、多个光电探测器,其中,所述多个光电探测器包括:至少一个处于待测位置的目标探测器以及至少一个处于预设位置的参考探测器;

6、所述参考探测器,用于基于接收到的脉冲激光确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息,以根据所述扰动信息对所述旋转装置的旋转角速度进行补偿;以及

7、所述目标探测器,用于基于接收到的脉冲激光确定所述待测位置相对于所述旋转装置的坐标信息。

8、作为本申请的一种可行实施例,所述脉冲光源为锁模激光源,所述脉冲激光为飞秒光学频率梳。

9、第二方面,本申请实施例提供一种基于旋转激光扫描的坐标测量方法,所述方法基于如上述所述的坐标测量系统进行坐标测量,所述方法包括以下步骤:

10、采集目标探测器在预设周期内探测到的脉冲光源所发射的脉冲激光的第一脉冲数量,以及第一脉冲时间

11、基于所述第一脉冲数量和所述第一脉冲时间确定所述目标探测器所处的待测位置相对于旋转装置的坐标信息;

12、所述方法还包括:

13、采集参考探测器在预设周期内探测到的脉冲激光的第二脉冲数量,以根据所述第二脉冲数量确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息,并根据所述扰动信息对所述旋转装置的旋转角速度进行补偿。

14、作为本申请的一种可行实施例,所述基于所述第一脉冲数量和所述第一脉冲时间确定所述目标探测器所处的待测位置相对于旋转装置的坐标信息,包括:

15、基于所述第一脉冲数量、所述旋转装置的预设角速度、脉冲光源的预设脉冲周期以及所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的距离信息;

16、基于所述第一脉冲时间相对于预设基准时刻的时间间隔信息,以及所述旋转装置的预设角速度,确定所述目标探测器所处的待测位置相对于基准方向的角度信息,其中所述预设基准时刻为反光组件将脉冲激光反射至预设基准方向时的时刻信息;

17、根据所述距离信息和所述角度信息确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的坐标信息。

18、作为本申请的一种可行实施例,所述基于所述第一脉冲数量、旋转装置的预设角速度、脉冲光源的预设脉冲周期以及所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的距离信息,包括:

19、基于所述第一脉冲数量、旋转装置的预设角速度、脉冲光源的预设脉冲周期确定所述目标探测器相对于所述旋转装置的扫描角度;

20、根据所述扫描角度和所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的距离信息。

21、作为本申请的一种可行实施例,所述待测位置相对于所述旋转装置的距离信息d是通过如下公式确定:

22、d=2a/tan(θ/2);

23、其中,a为所述目标探测器的探测宽度,θ为所述目标探测器相对于旋转装置的探测角度,所述探测角度θ的计算公式如下:

24、θ=n1ωδt;

25、其中,n1为第一脉冲数量,ω为旋转装置的预设角速度,δt为脉冲光源的预设脉冲周期。

26、作为本申请的一种可行实施例,所述根据所述第二脉冲数量确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息,包括:

27、基于参考探测器相对于所述旋转装置的预设距离、所述参考探测器的探测宽度以及所述第二脉冲数量,确定所述旋转装置的实时角速度;

28、根据所述实时角速度与所述预设角速度的差值,以确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息。

29、作为本申请的一种可行实施例,在所述目标探测器的探测宽度和参考探测器的探测宽度相等的情况下,所述方法还包括:

30、基于所述预设距离,所述第一脉冲数量以及所述第二脉冲数量确定所述目标探测器相对于所述旋转装置的预估距离;

31、在所述根据所述探测角度以及所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的距离信息之后,所述方法还包括:

32、基于所述预估距离对通过所述探测角度和所述探测宽度确定的距离信息进行校验。

33、作为本申请的一种可行实施例,所述方法还包括:

34、将所述测量环境对所述脉冲激光的扰动信息与所述测量环境的温度信息关联存储,以在处于待测位置的目标探测器在探测脉冲激光的过程中,根据实时温度信息对所述旋转装置的旋转角速度进行补偿。

35、第三方面,本申请实施例还提供一种计算机设备,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器存储有多条指令;所述处理器从所述存储器中加载指令,以执行如上所述的基于旋转激光扫描的坐标测量的步骤。

36、第四方面,本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有多条指令,所述指令适于处理器进行加载,以执行如上所述的基于旋转激光扫描的坐标测量的步骤。

37、第五方面,本申请实施例还提供一种计算机程序产品,所述计算机程序产品,包括计算机程序,所述计算机程序被处理器执行如上所述的基于旋转激光扫描的坐标测量的步骤。

38、本申请提供一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统,包括以固定时间间隔发射脉冲激光的脉冲光源,设置有反光组件以在旋转过程中将脉冲激光反射至不同的方向的旋转装置,以及多个光电探测器,其中,光电探测器中的至少一个用于根据接收到的脉冲激光来确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息,以对旋转装置的旋转角速度进行反馈调节来对扰动进行补偿,从而使得光电探测器中处于待测位置的另一探本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统,其特征在于,所述坐标测量系统包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述脉冲光源为锁模激光源,所述脉冲激光为飞秒光学频率梳。

3.一种基于旋转激光扫描的坐标测量方法,其特征在于,所述方法基于如权利要求1或2中所述的坐标测量系统进行坐标测量,所述方法包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一脉冲数量和所述第一脉冲时间确定所述目标探测器所处的待测位置相对于旋转装置的坐标信息,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一脉冲数量、旋转装置的预设角速度、脉冲光源的预设脉冲周期以及所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所述旋转装置的距离信息,包括:

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述待测位置相对于所述旋转装置的距离信息d是通过如下公式确定:

7.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述根据所述第二脉冲数量确定测量环境对所述脉冲激光的扰动信息,包括:

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,在所述目标探测器的探测宽度和参考探测器的探测宽度相等的情况下,所述方法还包括:

9.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:

10.一种计算机设备,其特征在于,所述计算机设备包括处理器和存储器,所述存储器存储有多条指令;所述处理器从所述存储器中加载指令,以执行如权利要求3~9任一项所述的基于旋转激光扫描的坐标测量方法的步骤。

...

【技术特征摘要】

1.一种基于旋转激光扫描的坐标测量系统,其特征在于,所述坐标测量系统包括:

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述脉冲光源为锁模激光源,所述脉冲激光为飞秒光学频率梳。

3.一种基于旋转激光扫描的坐标测量方法,其特征在于,所述方法基于如权利要求1或2中所述的坐标测量系统进行坐标测量,所述方法包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一脉冲数量和所述第一脉冲时间确定所述目标探测器所处的待测位置相对于旋转装置的坐标信息,包括:

5.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述第一脉冲数量、旋转装置的预设角速度、脉冲光源的预设脉冲周期以及所述目标探测器的探测宽度确定所述目标探测器所处的待测位置相对于所...

【专利技术属性】
技术研发人员:姚志伟薛彬李鑫刘喆
申请(专利权)人:天津大学
类型:发明
国别省市:

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