激光三角法测量的误差研究

《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。

激光三角测量法原理优点和不足
激光三角测量法是一种利用激光束进行测量的方法，其原理是
利用三角学原理和激光束的传播特性来测量目标物体的距离和形状。

该方法通过测量激光束从发射到接收的时间来计算目标物体与测量
仪器的距离，进而实现对目标物体的测量。

激光三角测量法的优点包括测量精度高、测量速度快、非接触
式测量、适用于远距离测量等。

由于激光束具有很好的指向性和单
色性，因此可以实现对目标物体的精确测量。

同时，激光测量仪器
可以实现对移动目标的实时测量，适用于工业生产线上的自动化测量。

此外，激光三角测量法还可以应用于复杂环境下的测量，例如
测量高温、高压或危险环境中的目标物体。

然而，激光三角测量法也存在一些不足之处。

首先，激光测量
仪器的成本较高，对于一般用户而言可能难以承受。

其次，激光测
量对环境的要求较高，如大气湍流、雾霾等都会影响激光束的传播
和测量精度。

此外，激光测量还存在对目标物体表面特性的要求，
如对于粗糙、不规则表面的目标物体，激光测量的精度可能会受到
影响。

综上所述，激光三角测量法通过利用激光束进行测量，具有测量精度高、测量速度快等优点，但也存在成本较高、对环境和目标物体表面特性要求较高等不足之处。

在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑其优缺点，选择合适的测量方法。

直射式激光三角法原理
直射式激光三角法是一种测量距离的方法，它利用激光束的直线传播特性和三角形的几何关系来测量目标物体与测量仪之间的距离。

这种方法被广泛应用于建筑、制造业、地质勘探和航空航天等领域。

直射式激光三角法的原理是利用激光束的直线传播特性和三角形的几何关系来测量目标物体与测量仪之间的距离。

在测量过程中，激光束从测量仪发射出去，经过反射后返回测量仪。

通过测量激光束的发射和接收时间差，可以计算出激光束的传播时间，从而得到目标物体与测量仪之间的距离。

直射式激光三角法的测量精度非常高，可以达到毫米级别。

它的优点是测量速度快、精度高、适用范围广，可以测量不同形状和材质的物体。

同时，它也有一些局限性，比如在测量透明物体时会出现误差，而且需要保证激光束的传播路径不被遮挡。

在实际应用中，直射式激光三角法被广泛应用于建筑、制造业、地质勘探和航空航天等领域。

在建筑领域，它可以用于测量建筑物的高度、宽度和深度等参数，以及检测建筑物的变形和裂缝等问题。

在制造业中，它可以用于测量零件的尺寸和形状，以及检测零件的变形和缺陷等问题。

在地质勘探中，它可以用于测量地形和地貌的高度和形状，以及检测地质灾害和地下水位等问题。

在航空航天领域，它可以用于测量飞机和卫星的高度和速度等参数，以及检测飞
行器的姿态和位置等问题。

直射式激光三角法是一种非常重要的测量方法，它在各个领域都有广泛的应用。

随着科技的不断发展，它的应用范围和精度还将不断提高，为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。

激光杂志LASER JOURNAL第42卷第4期2021年4月Vol. 42,No. 4April ,2021•综合评述•激光三角测量法应用技术孙有春庞亚军-2,白振旭・2,王雨雷】，2,吕志伟1.2'河北工业大学先进激光技术研究中心，天津300401； 2河北省先进激光技术与装备重点实验室，天津300401摘要:得益于激光测量高精度、非接触和快响应的技术优势，近些年，各种激光测量方法被广泛应用在工业制造、航空航天、生物医药等众多领域。

与其他方法相比，激光三角测量法结构简单、性价比高，其应用技术研究发展迅速，成为研究热点。

首先对激光三角测量法的基本原理进行了论述，然后对其应用技术的研究进展情况进行了详细综述，并总结了影响激光三角测量法测量精度的主要问题和相关研究，最后对激光三角测量技术的发展现状和趋势进行了总结。

关键词：激光测量；三角法；光学检测；应用中图分类号:TN247 文献标识码:A doi ：10. 14016/j. cnki. jgzz. 2021. 04. 001Application technology of laser triangulationSUN Youchun 1'2, PANG Yajun 1'2, BAI Zhenxu 1'2, WANG Yulei 1'2, LV Zhiwei 1'21 Center for Advanced Laser Technology , Hebei University of Technology , Tianjin 300401, China ；2 Hebei Key Laboratory of Advanced Laser Technology and Equipment , Tianjin 300401 , ChinaAbstract : Due to the technical advantages of high precision , non-contact and fast response of laser measurement ,various laser measurement methods have been widely used in many fields such as industrial manufacturing , aerospace , biomedicine. Compared to other methods , laser triangulation has a simple structure and high cost-effectiveness , andthe research on its application technology has been developed rapidly and become a research hotspot. In this paper , the basic measurement principle of laser triangulation is discussed , and the research progress of its application technol ­ogy is summarised in detail. The main problems affecting the measurement accuracy of laser triangulation and related research are summarised as well. Finally , the development trends of laser triangulation technology have prospected.Key words : laser detection ； triangulation ； optical measurement ； application technology1引言随着我国经济水平的不断提高，中国工业制造产业不断改造升级,精密化、智能化成为当今工业制造的主要特点，各种新型的高精度测量和传感装置被不 断应用到制造装备上⑴力。

《激光三角法测距原理研究》摘要：文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）22-0242-03，对于激光三角法测距的原理的研究可以为激光三角法的实际测量提供良好的指导作用，本文在研究激光三角法测距的原理的过程中对激光三角法测距的已有光路与重要器件进行分析，找出各方案的特点吴博文冯国强摘要：激光三角法测距是一种以激光为光源的非接触式测量方法，其测量速度快、精度高，已被广泛的应用于工业生产检测领域。

本文首先介绍了激光三角法测距的基本原理;然后对不同的测量方案例如直射式和斜射式单点激光三角法测距进行系统的分析和比较;其次对各个测量方案的优缺点、各方案中采用的光电仪器的作用与优劣，以及影响激光三角法测量结果的因素与其解决方法进行了归纳和分析。

Abstract： Laser triangulation is a non - contact measuring method with laser as the light source. It has been widely used in the field of industrial production inspection. This paper first introduces the basic principle of laser triangulation method， and then analyzes and compares the different measurement schemes such as direct beam and oblique beam single point laser triangulation method. Secondly， the advantages and disadvantages of each measurement scheme， the functions and advantages and disadvantages of the photoelectric instruments used in each scheme，as well as the factors affecting the measurement results of laser triangulation method and their solutions are summarized and analyzed. Finally， an improved laser triangulation measurement scheme is designed and its feasibility and influencing factors are discussed. The development trend and prospect of laser triangulation are deduced.关键词：激光三角法;测距;直射式;斜射式Key words： laser triangulation;distance;direct type;oblique type中图分类号：TN249 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2020）22-0242-030 引言随着工业的发展，与科学技术的进步，在一些领域对测量方面的要求越来越高越来越严格。

激光测距偏移误差标定摘要：一、激光测距仪的基本原理与类型二、激光测距仪的误差来源三、激光测距偏移误差的标定方法四、激光测距仪的应用领域及精度要求五、结论正文：一、激光测距仪的基本原理与类型激光测距仪是一种利用激光作为载波，通过脉冲法或相位法等方法测定空间短程距离的便携式计量仪器。

它具有成本低廉、便于携带及准确度高等特点，广泛应用于建筑施工测量、起重机变形测量、房产测量和测绘等领域。

根据测量原理的不同，激光测距仪可以分为脉冲法激光测距仪和相位法激光测距仪。

二、激光测距仪的误差来源激光测距仪的误差主要来源于以下几个方面：1.激光测距仪自身的精度限制：激光测距仪的精度受限于其内部元件的精度，例如激光器、光电接收器、计时器等。

2.外部环境因素：激光测距仪在使用过程中，受到温度、湿度、气压、大气湍流等因素的影响，可能导致测量误差。

3.目标物体的表面特性：激光测距仪测量的目标物体表面粗糙度、颜色、反光系数等特性会影响测量结果。

4.操作者操作不当：激光测距仪的操作过程中，操作者的手法和习惯也可能引入误差。

三、激光测距偏移误差的标定方法为了减小激光测距仪的误差，需要对其进行定期的标定。

标定的方法主要有以下几种：1.采用标准距离进行标定：利用已知准确长度的标准距离进行激光测距仪的标定，通过比较测量结果与实际值，计算出误差并进行修正。

2.采用多距离点标定：在多个距离点上分别进行测量，利用最小二乘法等数学方法求解出激光测距仪的误差，并对其进行修正。

3.采用角度测量法标定：通过测量激光测距仪的仰角和俯角，结合三角测量原理，计算出激光测距仪的误差并进行修正。

四、激光测距仪的应用领域及精度要求激光测距仪广泛应用于建筑施工测量、起重机变形测量、房产测量和测绘等领域。

不同应用领域对激光测距仪的精度要求不同，一般而言，激光测距仪的精度可以达到1 毫米误差，满足各种高精度测量用途。

五、结论激光测距仪作为一种常见的测量工具，其测量误差会影响到生产建设的工程质量和贸易结算的公平合理。

激光三角测量法
激光三角测量法是一种用于测量距离的技术，它可以用来测量距离远
至数千米的距离。

激光三角测量法的基本原理是：采用发射激光脉冲的激
光发射器发出激光脉冲，可以沿着矩形对角线以及对角线夹角组成三角形，以此计算距离。

它首先需要两个位置，即发射器和接收器，他们之间的距离可以通过
测量时间来计算。

发出的激光脉冲最终会被接收器接收，记录这激光脉冲
的发射时间和收到时间，接下来就可以根据激光脉冲在空气中的传播速度
计算出两个位置之间的实际距离。

激光三角测量法避免了传统测量方法中因人为因素和环境因素造成的
误差，而且它是一种无损测量方法，可以准确测量远距离。

而且激光三角
测量法可以实现实时测量，不需要额外的设备，便于安装和操作，可以应
用于复杂的非对称环境中。