激光三角法测量表面形貌

《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在工业制造、医学诊断、安全监控等领域的应用越来越广泛。

激光三角法作为一种重要的三维测量技术，具有高精度、高效率、非接触式等优点，在物体轮廓测量领域具有广泛的应用前景。

本文将详细介绍激光三角法物体轮廓的三维测量系统，包括其原理、构成、工作流程、优缺点及未来发展趋势。

二、激光三角法原理激光三角法是一种利用激光束投射到物体表面，通过测量激光束的偏转角度和距离变化来获取物体轮廓信息的方法。

其基本原理是：将一束激光投射到物体表面，根据物体表面的形状和位置变化，反射光会发生偏转，通过测量偏转角度和距离变化，可以推算出物体表面的轮廓信息。

三、系统构成激光三角法物体轮廓的三维测量系统主要由激光器、光学镜头、图像传感器、计算机等部分组成。

其中，激光器用于产生激光束；光学镜头用于将激光束投射到物体表面并收集反射光；图像传感器用于捕捉反射光的光斑图像；计算机则负责处理图像数据，提取出物体表面的轮廓信息。

四、工作流程1. 激光器发出激光束，经过光学镜头投射到物体表面。

2. 反射光经过光学镜头收集后，形成光斑图像，被图像传感器捕捉。

3. 计算机对光斑图像进行处理，提取出光斑的形状和位置信息。

4. 根据激光三角法的原理，计算机推算出物体表面的轮廓信息。

5. 将测量结果以三维模型的形式呈现出来。

五、系统优缺点优点：1. 高精度：激光三角法具有较高的测量精度，能够满足大部分工业应用的需求。

2. 高效率：系统可以快速地获取物体表面的轮廓信息，提高工作效率。

3. 非接触式：系统采用非接触式测量，不会对物体造成损伤。

4. 灵活性强：可以适用于各种形状和尺寸的物体测量。

缺点：1. 对环境要求较高：如光线、温度等会影响测量结果。

2. 对操作人员技能要求较高：需要专业人员进行操作和维护。

3. 无法测量透明或反光性强的物体。

六、未来发展趋势随着科技的不断发展，激光三角法物体轮廓的三维测量系统将朝着更高的精度、更快的速度、更广泛的应用领域发展。

《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、医疗影像、逆向工程和质量控制等。

其中，激光三角法因其非接触式测量、高精度及高效率等特点，成为三维测量技术中重要的分支之一。

本文将介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统，包括其工作原理、技术特点及系统构成。

二、激光三角法原理激光三角法是一种利用激光投射至物体表面，并通过接收到的光线与参考光线之间的夹角来测量物体表面的方法。

当激光照射在物体表面时，反射光会经过光学系统后投射至光电传感器上。

通过测量激光束的入射角和反射光线的角度变化，可以推算出物体表面的轮廓信息。

三、系统构成基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统主要由以下几部分组成：1. 激光投影器：用于产生激光光束并投射至物体表面。

投影器内部结构精密，可以产生高质量的激光束。

2. 镜头：将投射到物体表面的激光光束聚焦至光电传感器上。

镜头的质量直接影响到测量精度和分辨率。

3. 光电传感器：接收反射光并转换为电信号。

传感器应具有高灵敏度和低噪声的特点。

4. 数据处理单元：对光电传感器输出的电信号进行处理，提取出物体表面的轮廓信息，并进行三维重建。

5. 计算机控制系统：负责整个系统的控制和管理，包括数据采集、处理、显示及存储等。

四、技术特点基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统具有以下优点：1. 非接触式测量：不会对被测物体造成损伤或变形，适用于各种材质和形状的物体。

2. 高精度：通过精密的光学系统和光电传感器，可以实现高精度的测量。

3. 高效率：可以快速获取物体表面的三维信息，适用于大规模和连续测量的场合。

4. 适用性强：可以用于逆向工程、质量控制、医学诊断等领域。

五、结论基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统在多个领域得到了广泛应用，成为了一种有效的三维测量方法。

该系统通过精确的激光投影、高质量的镜头和光电传感器以及强大的数据处理能力，实现了高精度、高效率的三维测量。

3d线激光器三角测量原理3D线激光器三角测量原理引言：三角测量是一种基本的测量方法，广泛应用于地理测量、工程测量、机器人导航等领域。

而基于3D线激光器的三角测量技术，通过激光的投影和测量，能够实现对目标物体的三维坐标测量。

本文将介绍3D线激光器三角测量原理及其应用。

一、3D线激光器的工作原理3D线激光器是一种能够发射激光线的测量仪器，它通常由激光发射器、光电检测器和控制系统组成。

激光发射器发射的激光线被目标物体反射后，被光电检测器接收，通过控制系统进行信号处理和计算，最终得到目标物体的三维坐标。

二、三角测量原理三角测量原理是基于几何关系的测量方法，它利用三角形的边长或角度关系来确定目标物体的位置。

在3D线激光器的三角测量中，我们通常利用激光线的投影和测量来构建三角形，并通过计算三角形的边长或角度来确定目标物体的位置。

三、3D线激光器三角测量步骤1. 设定坐标系：首先，在测量区域内设定一个坐标系，确定测量参考点的坐标。

2. 发射激光线：3D线激光器通过激光发射器发射一束激光线，将其照射到目标物体上。

3. 接收激光线：目标物体表面对激光线进行反射，反射光线被光电检测器接收。

4. 计算测量数据：通过控制系统对接收到的光信号进行处理和计算，得到目标物体与激光器之间的距离或角度数据。

5. 构建三角形：根据测量数据和设定的坐标系，构建目标物体与激光器之间的三角形。

6. 计算目标物体坐标：利用三角形的边长或角度关系，通过数学计算得到目标物体的三维坐标。

四、3D线激光器三角测量的优势1. 高精度：3D线激光器能够实现高精度的测量，可以达到亚毫米级的测量精度。

2. 非接触式测量：3D线激光器的测量过程是非接触式的，能够避免传统测量方法中可能存在的物体变形或破坏问题。

3. 快速测量：3D线激光器具有快速测量的优势，可以在短时间内完成大量目标物体的测量。

4. 适应性强：3D线激光器适用于各种复杂形状的目标物体测量，包括平面、曲面、棱角等。

激光三⾓法什么是激光三⾓法单⽬+线结构光注意:这个激光器发射出的是⼀个激光平⾯，也叫光⼑⾯，激光平⾯照射到物体上就形成了⼀道线激光⼀组3D 激光传感器由⼀束激光组成，它将激光平⾯(以浅灰⾊显⽰的光⽚)投射到场景中的物体上。

激光散射在场景中激光平⾯与物体相交的点上，形成特征线(深灰⾊)。

照相机从不同的⾓度捕捉线条。

相机内传感器的⽅向由矩形表⽰。

坐标系间的转换世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系、像素坐标系世界坐标系->相机坐标系相机坐标系->图像坐标系步骤：相机标定->激光平⾯标定->三维重建相机标定：相机标定的⽬的就是获得相机内参矩阵和畸变参数等⼀系列参数，相机标定的⽅法有很多，这⾥我们⼀般使⽤的是张正友标定法。

激光平⾯标定⽬的获得激光平⾯在相机坐标系下的平⾯⽅程Ax+By+Cz+D=0，从⽽可以获得图像线激光上像素点的深度。

注意：平⾯⽅程是在相机坐标系下定义的，所以⼀旦激光平⾯标定完成之后，激光器和相机的相对位置就必须固定不动了。

流程相机标定->提取激光线->激光线上的点转化到相机坐标系->拟合激光平⾯提取激光线：⽅法：极值法、阈值法、灰度质⼼法这三个⽅法都可以⽤这⼀个图来解释，⾸先图像中的激光线是由⼀定的宽度的，⽽且激光线的中⼼亮度最⼤，激光线从中⼼到两侧边缘亮度逐渐减⼩。

1.极值法就是寻找图像中每⼀⾏的最⼤值作为激光线的光条中⼼。

2.阈值法就是⾸先设定⼀个阈值T ，然后从图像的两侧向中间寻找灰度值为T 的像素点A 、B ，最后取A 、B 的中⼼作为激光线的光条中⼼。

3.灰度质⼼法就是⽤到了重⼼公式，把图像的灰度值当作质量，灰度值越⼤，也就是质量越⼤，找到图像中每⼀⾏的重⼼当作激光线的光条中⼼。

这三个⽅法其实都⾮常容易受到噪声的⼲扰，所以需要进⼀步的改进⽅法。

激光线上的点转化到相机坐标系接下来的这⼀步，将激光线上的像素点的像素坐标转化到相机坐标系下是重点，因为我们最后需要激光平⾯的⽅程就是定义在相机坐标系下的，所以需要将刚才提取到的激光线像素坐标转化到相机坐标系下。

激光三角法测量原理
激光三角法测量原理是一种常见的测量方法，它利用激光束的直线传播特性和
三角形的几何关系，通过测量三角形的边长和角度来确定目标物体的位置和形状。

激光三角法测量原理广泛应用于工程测量、地质勘探、建筑施工等领域，具有测量精度高、操作简便、适用范围广等优点。

首先，激光三角法测量原理的基本原理是利用激光器发出的一束平行光束照射
到目标物体上，然后由接收器接收反射回来的光线，通过测量光线的方向和距离来确定目标物体的位置。

在实际测量中，通常会使用两个或多个激光器和接收器，通过它们之间的相对位置和角度来构建一个三角形，从而实现对目标物体的测量。

其次，激光三角法测量原理的关键在于测量三角形的边长和角度。

在测量过程中，需要准确地测量激光束的方向和距离，以及激光器和接收器之间的相对位置和角度。

通过这些数据的测量和计算，可以确定目标物体的位置和形状，实现对目标物体的精确测量。

此外，激光三角法测量原理还需要考虑到测量误差的影响。

由于测量过程中存
在各种误差，如激光束的发散、接收器的精度、环境因素等，因此在实际测量中需要对这些误差进行补偿和校正，以确保测量结果的准确性和可靠性。

总的来说，激光三角法测量原理是一种基于激光技术的高精度测量方法，具有
广泛的应用前景和重要的实际意义。

通过对其原理和关键技术的深入理解和研究，可以进一步提高测量精度和测量效率，推动激光测量技术在各个领域的应用和发展。

《激光三角法物体轮廓的三维测量系统》篇一一、引言随着科技的不断进步，三维测量技术在众多领域中得到了广泛的应用，如机器人视觉、工业检测、医学影像等。

激光三角法作为一种非接触式的三维测量技术，以其高精度、高效率、非破坏性等优点，在物体轮廓测量中占据了重要地位。

本文将详细介绍一种基于激光三角法的物体轮廓三维测量系统。

二、系统概述本系统采用激光三角法原理，通过激光器发射激光束至物体表面，利用光学系统和图像传感器捕捉反射光信息，进而实现对物体轮廓的三维测量。

系统主要由激光器、光学系统、图像传感器、数据处理与显示模块等部分组成。

三、系统工作原理激光三角法的基本原理是通过激光束照射到物体表面产生的反射光与基准光路之间的夹角变化，来计算物体表面的高度信息。

本系统的工作原理如下：1. 激光器发射激光束至物体表面，形成反射光。

2. 光学系统将反射光聚焦至图像传感器上，形成光斑。

3. 图像传感器捕捉光斑的位置信息，并将数据传输至数据处理与显示模块。

4. 数据处理与显示模块根据光斑位置信息，结合激光器与图像传感器的相对位置关系，计算出物体表面的高度信息。

5. 通过扫描不同位置的光斑，可以获得物体表面的三维轮廓信息。

四、系统组成及功能1. 激光器：发射激光束至物体表面，为测量提供光源。

2. 光学系统：包括透镜、反射镜等光学元件，用于将反射光聚焦至图像传感器上。

3. 图像传感器：捕捉光斑的位置信息，将数据传输至数据处理与显示模块。

通常采用高分辨率的相机或CCD传感器。

4. 数据处理与显示模块：对图像传感器传输的数据进行处理，计算出物体表面的高度信息，并显示三维轮廓图像。

五、系统特点及优势1. 高精度：激光三角法具有较高的测量精度，可达到微米级别。

2. 高效率：系统扫描速度快，可在短时间内完成大面积的三维测量。

3. 非接触式测量：不会对物体造成损伤，适用于各类材料的测量。

4. 灵活性强：可针对不同形状、尺寸的物体进行测量，应用范围广泛。

激光三角法
激光三角法是基于激光原理的测量技术，用来测量地形高程和距离。

它使用激光扫描仪发射出一束激光光束，并通过棱镜分割成多个激光点，绘制出一个三角形或多边形的形状，然后再收集反射回来的激光信号，根据激光信号的反射时间来计算出相应的距离和高程数据。

激光三角法的优点是能够快速、准确地测量出地形数据，并且可以实现对大范围地形数据的测量。

激光三角法测量方式主要包括激光扫描仪、棱镜、空间反射器三大部分。

激光扫描仪是激光三角法的核心，它将激光信号发射出去，并通过棱镜分割成多个激光点，绘制出一个三角形或多边形的形状。

而空间反射器则是反射这束激光信号的物体，它的作用是将激光信号反射回接收端，同时根据激光信号反射时间来计算出相应的距离和高程数据。

首先，激光扫描仪将激光信号发射出去，并通过棱镜分割成多个激光点，绘制出一个三角形或多边形的形状；随后，这些激光点将会反射回接收端，接收端会记录下激光信号反射时间，根据反射时间计算出相应的距离和高程数据；最后，利用上面计算出的距离和高程数据，来绘制
出地形图。

激光三角法也可以用来测量建筑物的高度和距离，以便更好地评估建筑物的安全性。

激光三角法有很多优点，它可以快速、准确地测量出地形数据，可以实现对大范围地形数据的测量，而且测量出来的数据精度非常高，可以达到0.1mm的精度水平，这也是一种非常可靠的测量技术。

此外，激光三角法可以实现实时监控，可以及时发现地形变化，从而避免灾害发生。

总之，激光三角法是一种非常有效的测量技术，可以快速、准确地测量出地形数据，而且具有良好的精度和可靠性，它的应用已经深入到地形测量、建筑物高度测量、实时监控等领域，发挥着重要的作用。

激光三角法由于其具有非接触、不易损伤表面、材料适应性广、结构简单、测量距离大、抗干扰、测量点小、测量准确度高、可用于实时在线快速测量等特点，在几何量测量领域中得到广泛的应用。

人们一直在探索用最现代的科学技术丰富和完善它的途径，力求进一步简化结构，提高准确度，拓宽应用范围，满足工业生产的需要。

１激光三角法测量光路的分类激光三角法光路按检测方式分为反射型与透射型；若按入射光线与被测工件表面法线的关系分为直射式和斜射式；按入射光束的形态来分，又可分为单束光和片光。

１．１直射式反射型直射式三角法测量等效光路如图１所示。

激光器发出的光束，经会聚透镜聚焦后垂直入射到被测物体表面上，物体移动或表面变化导致入射光点沿入射光轴移动，接收透镜接收来自入射光点处的散射光，并将其成像在光电接收元件敏感面上。

其物象关系为：δ＝ｌ１・Ｄｌ２图１（ａ）所示方法中，被测物面的入射光束与光敏面平行，并垂直于成像透镜光轴，被测点的位移与光电探测器上光斑的位移为线性关系，可用于测量相对或绝对位移。

但其光敏面要求很大，而且被测点在成像面的像并不清晰，因此测量精确度不高。

所以改进后将光敏面与成像透镜如图１（ｂ）配置，即光电探测器平面与成像透镜光轴垂直，而与被测物面的入射光束成θ角，则其物象关系为：δ＝ｌ１・Ｄｌ２ｓｉｎθ这种方法的准确调焦位置只有一个，其余位置的像都处于不同程度的离焦状态，从而也降低了系统的测量精度。

因此，对于高精度要求的场合，一般将光电探测器的光敏面与成像透镜成!角，如图１（ｃ）所示。

激光三角法测量的研究万瑾，黄元庆（厦门大学机电工程系，福建厦门３６１００５）摘要：三角法属于主动视觉测量方法，是非接触光学测量的一个重要形式。

传统的光学三角法，改之以激光光源，并结合电子信号分析电路和计算机信号处理，使测量系统可以得到较高的精度，在三维形貌测量及其他应用中已有一定的研究并有相当的前景。

该文较系统地分析了不同结构、不同类型的激光三角测量系统，并比较了其优缺点。

北京航空航天大学科技成果——扫描式物体表面三
维形貌测量方法及装置
成果简介
激光三角法作为典型的非接触光学主动三维测量方法，广泛应用于三维形貌测量、逆向工程和质量检测等诸多领域。

激光三角法每次只能对一个点进行测量，因此需要采取一些措施实现对整个物体的形貌测量。

常见的措施包括：光束扫描、物体位移以及光束扫描与物体位移结合等方法。

常见的光束扫描方式包括：振镜扫描法、AOD声光器件扫描法、多面转镜扫描法等。

振镜扫描法扫描速度受到限制，AOD 声光器件扫描法的扫描范围较小，都无法同时实现大范围高速扫描。

该项目使用多面转镜对光束扫描，同时结合物体的运动实现了大范围高速扫描测量。

该装置由测量头、位移台、计算机组成，计算机通过数据线分别与测量头和位移台连接；其中，测量头由激光器、扫描装置和成像装置组成，激光器与成像装置的光轴之间保持预定夹角，放置于扫描装置的同侧；扫描装置包括电机、多面转镜，角度编码器，电机带动多面转镜和角度编码器高速旋转；成像装置包括成像透镜和
相机。

其主要优点是扫描速度快、范围大，具有较大的景深，测量精度高，操作简单，几乎不需人工干预。

激光三角测距缺
陷检测
激光三角测距缺陷检测
激光三角测距技术是一种常用于测量物体距离的方法，其原理基于激光在空间中的传播速度和光束的角度。

在缺陷检测方面，激光三角测距技术可以用于检测物体表面的缺陷或不平整情况。

下面将介绍激光三角测距缺陷检测的步骤思路。

第一步是设定激光器和接收器的位置。

激光器用于发射激光束，接收器用于接收反射回来的激光信号。

设定它们的位置和角度是确保测量的准确性的重要一步。

第二步是发射激光束。

通过激光器发射一束激光，在不同的角度和位置上照射到被测物体表面。

激光束的角度和位置可以根据需要进行调整。

第三步是接收反射光信号。

被测物体表面的缺陷或不平整会导致激光束的反射光信号发生偏离。

接收器接收到反射回来的激光信号后，可以通过计算信号的偏移量来判断物体表面的缺陷情况。

第四步是数据处理和分析。

通过收集到的激光反射信号数据，进行数据处理和分析，可以得到物体表面的缺陷信息。

这些信息可以用于判断物体的质量和表面是否平整，并进一步进行后续的处理和修复。

第五步是结果展示和记录。

将分析得到的缺陷信息进行展示，并进行记录和保存，以便后续的参考和比对。

总结起来，激光三角测距缺陷检测的步骤主要包括设定激光器和接收器的位置、发射激光束、接收反射光信号、数据处理和分析、结果展示和记录。

通过这些步骤，可以有效地检测物体表面的缺陷和不平整情况，为后续的处理和修复提供参考依据。