[发明专利]一种高精度激光位移传感器智能测距系统

权利要求书

1.一种高精度激光位移传感器智能测距系统，其特征在于，包括处理模块和至少2个激光位移传感器模块；其中，各个激光位移传感器模块分别与处理模块通信连接；

激光位移传感器模块包括激光发射装置、反射装置和光学接收装置；

激光发射装置向待测物体发射激光，激光在待测物体上发生散射，反射装置接收散射后的激光，通过反射装置将散射后的激光传输到光学接收装置；

光学接收装置接收散射后的激光形成光斑图像，并将光斑图像传输到处理模块；

处理模块根据接收到的光斑图像进行分析处理，获取光斑坐标变化信息，根据光斑坐标变化信息计算与激光位移传感器模块相应的距离测量结果；

处理模块还同时输出各激光位移传感器模块相应的距离测量结果；

处理模块包括光斑图像处理单元；其中光斑图像处理单元包括预处理单元、坐标提取单元、标定单元、光斑位移计算单元，位移计算单元；其中，

预处理单元对接收到的光斑图像进行预处理，输出预处理后的光斑图像；

坐标提取单元根据预处理后的光斑图像提取光斑的中心坐标；

标定单元用于标定标准坐标；

光斑位移计算单元用于根据光斑的中心坐标和标准坐标计算光斑位移量；

位移计算单元用于根据光斑位移量计算待测物体的位移距离；

其中，预处理单元对接收到的光斑图像进行预处理，具体包括：

对接收到的光斑图像进行增强处理，获取增强处理后的光斑图像；

对增强处理后的光斑图像进行二值化处理，输出二值化处理后的光斑图像；

其中，对光斑图像进行增强处理，包括：

对光斑图像进行灰度化处理，获取光斑图像中各像素点的灰度值，并统计灰度分布直方图，其中灰度分布直方图统计出每个灰度值对应的像素点数量；

对灰度分布直方图进行调节处理，其中采用的调节处理函数为；

式中，N(x)表示调节处理前灰度分布直方图中灰度值为x对应的像素点数量，N′(x)表示调节处理后灰度分布直方图中灰度值为x对应的像素点数量，N_u表示设定的数量阈值，其中N_Φ表示光斑图像中像素点的总数，N_X表示灰度值的最大值，δ表示设定的调节因子，其中δ∈[0.8，2]；

根据调节处理后的灰度分布直方图计算每个灰度值的概率分布值，其中采用的概率分布函数为：

式中，P(x)表示调节处理后的灰度分布直方图中灰度值x的概率分布值，其中x＝0，1，2，...，N_X，N_N′表示调节处理后的灰度分布直方图中各灰度值对应的像素点数量的总和，

对光斑图像的进行灰度增强处理，获取增强处理后的光斑图像，其中采用的灰度增强函数为：

X′(x，y)＝P(X(x，y))×255

式中，X′(x，y)表示灰度增强处理后光斑图像中像素点(x，y)的灰度值，X(x，y)表示原光斑图像中像素点(x，y)的灰度值，P(X(x，y))表示调节处理后的灰度分布直方图中灰度值X(x，y)的概率分布值。

2.根据权利要求1所述的一种高精度激光位移传感器智能测距系统，其特征在于，激光位移传感器模块还包括壳体和光学支架，光学支架设置在壳体内部；激光发射装置固设于光学支架上；反射装置固设于光学支架上；光学接收装置设置在反射装置光路出射端并与光学支架卡接。

3.根据权利要求2所述的一种高精度激光位移传感器智能测距系统，其特征在于，激光发射装置包括发射透镜支架、开设于光学支架上的发射透镜支架移动槽和固设于发射透镜支架上的发射光阑，发射透镜支架可以在发射透镜支架移动槽上沿着光的出射方向前后移动。

4.根据权利要求3所述的一种高精度激光位移传感器智能测距系统，其特征在于，光学接收装置为线阵CMOS器件或CCD线性相机。

5.根据权利要求1所述的一种高精度激光位移传感器智能测距系统，其特征在于，处理模块还包括显示单元，显示单元用于显示由各激光位移传感器模块测量的待测物体的位移距离。