[发明专利]基于数字成像的多光束位移测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及物体直线位移测量，特别是涉及基于数字成像的多光束位移测量方法。

技术背景

精确获得物体的位移数据，对现代民用，工业，甚至军事等各个领域具有至关重要的现实意义。CCD或cmos数字成像具有尺寸小、重量轻、功耗小、几何结构稳定、光计量精确等诸多优点，特别适合物体的位置及其位移的测量。然而，CCD或cmos尺寸面积通常较小，很难直接满足位移较大的测量场合。经典的CCD或cmos位移的测量，采用了降低位移测量精度的方案，换取较大的测量量程。

发明内容

本发明目的是克服现有技术中高精度和大量程不可兼得的问题，提供一种测量精度高的图像传感器的多光束位移测量方法。

本发明解决技术问题采用的技术方案是：基于数字成像的多光束位移测量方法，其特征是：包括固定的数字成像单元和运动的被测目标体，被测目标体上安装激光发射器，被测目标体直线位移方向与数字成像单元传感器平面平行；在数字成像单元表面上作一直线，并且与被测目标体位移方向平行；沿数字成像单元传感器平面直线上寻找三个点o₁、o₂和o₃；其中，点o₁和o₂分别位于数字成像单元传感器两端；点o₁和点o₂的距离为数字成像单元传感器的长度L；点o₃位于点o₁和点o₂引伸直线上，并且与点o₂的距离为L；当被测目标体平行于直线方向运动时，被测目标体的激光发射器以不同角度向固定的数字成像单元方向发出带不同编码的光束，数字成像单元依据投射在数字成像单元的位置的不同编码光束，确定被测目标体位移量；

所述的激光发射器以不同角度向固定的数字成像单元方向发出带不同编码的光束为三束，光束在数字成像单元投射点的坐标和被测目标体的位移相对应；当第一光束投射到点o₂时，对应的被测目标体位移为零，且坐标为也为零，若第一光束在数字成像单元表面的投射点沿着直线方向上的坐标为x（0≤x≤L），则被测目标体的位移为x；所述的第一光束在数字成像单元的投射点从o₂移动到o₁时，被测目标体的位移为L，此时，第二光束在数字成像单元的投射点恰好落在点o₂上；当被测目标体位移大于L时，第一光束将落在数字成像单元区域外，不再参与位移测量；获取第二光束在数字成像单元的投射点沿着直线方向上的坐标为x，则被测目标体的位移为L+x；所述的第一光束，第二光束落在数字成像单元区域之外时，被测目标体的位移已经大于2*L，此时第三光束将参与位移测量；获取第三光束在数字成像单元的投射点沿着直线方向上的坐标为x，则被测目标体的位移为2*L+x。

所述的被测目标体的激光发射器以不同角度向固定的数字成像单元方向发出带不同编码的光束是由不同编码的激光器以不同角度发出。

所述的被测目标体的激光发射器以不同角度向固定的数字成像单元方向发出带不同编码的光束是由同一台激光发射器通过分束以不同角度不同编码发出。

本发明的优点是：由于被测目标体的激光发射器向固定的数字成像单元方向同时发出带不同编码多束光，数字成像单元依据发出带不同编码多束光束投射在数字成像单元的位置，确定被测目标体位移量。使得在尺寸有限的数字成像单元上，实现了多倍于数字成像单元尺寸的测量量程，且测量精度不被降低。

附图说明

下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例2的结构示意图。

图中，1、数字成像单元；2、被测目标体；3、第一光束；4、第二光束；5、第三光束；6、直线。

具体实施方式

实施例1