[发明专利]三角法距离测量系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量系统和方法，尤其涉及一种可用来提高测量准确度 (Accuracy)和重复性(Repeatability)的三角法距离测量(Triangulation DistanceMeasurement)系统和方法。

背景技术

对物体的尺寸，比如对其厚度进行测量可确保该物体具有适当的架构或 形状从而来实现适当的性能。由于具有非接触的特性、较快的测量速度及较 简单的架构，基于三角法来进行的测量已得到广泛的应用，比如应用在天文 及地理测量中。

在三角法距离测量的过程中，典型的，光线可投射到物体上的点上，同 时对来自该点的反射光或背向散射光(Back-ScatteredLight)的一部分进行感 测来确定到该点的距离。为了提高测量的准确性及其重复性，通常的做法是 期望来自测量点的背向散射光是均匀的，由于其均匀性，从而通过对均匀的 背向散射光的一部分进行测量便可获得准确的测量结果及提高测量的重复 性，这与物体表面敏感性(SurfaceSensitivity)或表面结构(SurfaceTexture) 有关系。

然而，加工的物体表面通常包含有大量微小的类似于镜面的小平面或微 结构(Facets)。每一个小平面或微结构都具有其独特的方位(Orientation)。 由于这些小平面或微结构的方位的变化及其他的平面上的瑕疵，想使来自一 个特定点的背向散射光成均匀分布是比较困难的，这就导致了对该点测量是 不准确的。另外，在相同的测量条件下，由于这些微结构的方位的变化，对 不同点的距离的测量结果间也会存在差异，这就导致了测量重复性的降低， 这可由于光线的干涉而造成可感应的光线的量及接收光线的角度的变换引起 的。

目前，已经有多种尝试来减轻测量过程中物体表面敏感性或表面结构的 影响以提高测量的准确性和重复性。比如，对物体表面的不同的点进行测量 以得到复数个测量结果，然后对测量结果进行平均以得到一个平均的结果。 然而，此种测量方法并不能明显的提高测量的准确性和重复性，其不能满足 日益增长的对测量准确性和重复性的要求。

所以，需要提供一种新的三角法距离测量系统和方法以提高测量的准确 性、测量速度和测量重复性。

发明内容

本发明的一个实施例提供了一种三角法距离测量系统。该测量系统包括 光源、光学单元及接收装置。光源可用来投射光线到物体上的点上。光学单 元可转动的在绕着所述投射光线的复数个位置上捕获来自所述点的相应的反 射光线。接收装置可对来自所述光学单元的所述反射光线进行感应处理以进 行复数次所述点的测量来获得该点的距离。

本发明另一个实施例提供了一种三角法距离测量方法。该方法包括使用 光源来投射光线到物体上的点上；使用光学单元可转动的在绕着所述投射光 线的复数个位置上捕获来自所述点的相应的反射光线及使用接收装置以对来 自所述光学单元的所述反射光线进行感应处理以来获得所述点的距离。

附图说明

通过结合附图对于本发明的实施例进行描述，可以更好地理解本发明， 在附图中：

图1为本发明三角法距离测量系统的一个实施例的示意图；

图2为本发明三角法距离测量系统的测量设置的一个实施例的示意图；

图3为本发明图2中所示的测量设置的平面示意图；

图4为本发明三角法距离测量系统的的测量设置的另一个实施例的示意 图；及

图5为为本发明三角法距离测量系统的的测量设置的再一个实施例的示 意图。

具体实施方式

图1所示为本发明三角法距离测量系统10的一个实施例的示意图。在本 发明实施例中，三角法距离测量系统10可用来对物体表面上的点的位置信 息，其包括但不限于距离信息进行测量。在一定的实施例中，三角法距离测 量系统10定义有离岸距离(StandoffDistance)或参考距离d1及测量范围 (MeasurementRange)d2，从而当物体在测量范围d2内移动时，可对处于 不同位置的物体上的点进行距离测量。