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该散射光斑的核心由传感器与被测物体概况之间
发布时间:2019-11-05  浏览次数:

  激光三角法测距传感器的设想取实现 朱尚明合肥经济手艺学院机电系 合肥:2 3 0 0 5 2 葛运建中科院合肥 智能机械研究所 摘要 本文引见了激光三角法测距的根基道理,利 用 新 型 位 敏 元 件 PSD 设 计 并 实 现 了一种高分辩率、大量程的测距传感 器,并对分歧前提下的测试成果进行了阐发。 环节词 激光三角法 散射光斑 位敏元件 PSD 算术运算电 近 年 来 ,电 子 学 和 光 学 技 术 的 飞 速 发 展 使 得 光 电 检 测 已 成 为 自 动 化 技 术 领 域 的 一 个 热 点, 正在 机 器 人 传 感 器 及 工 业 自 动 检 测 领 域 中 应 用十分活跃 [1][2]。激 光 三 角 法 测 距 传 感 器 就 是 操纵光电手艺对距离进行非接触测 量的一种新型传感器[3][4]。www.01sjc.net,该传感器具有丈量速度快、抗干扰 能 力 强 、测 量 点 小 、适 用 范 围 广 等 优 点 ,目 前 正在国表里遭到了越来越多的沉 视。 1 激光三角法测距的根基道理 激光三角法测距的根基道理是基于 平面三角几何,如图 1—1 所示。其方式是让一束激光经 发 射 透 镜 准 曲 后 照 射 到 被 测 物 体 表 面 上 , 由物体概况散射的光线 通过领受透镜会聚到高分辩率的光电检测器件上,构成一个散射光斑, 该散射光斑的核心由传感器取被测物体概况之间的距离决定。而 光电检测器件输出的电信号取光斑的核心相关。因而,通过对光电 检测器件输出的电信号进交运算处置就可获得传感器取被测物体概况 之间的距离消息。为 了 达 到 精 确 的 聚 焦 ,发 射 光 束 和 光 电 检 测器件受光面以及领受透镜平面必需订交于一点[5]。正在图 1—1 中,假 设 发 射 光 束 和 接 收 透 镜 光 轴 之 间 的 夹 角 为 Η ,光 电 检 测 器 件 的 受 光 面 和 接 收 透 镜 光 轴 之 间 的 夹 角 为 Υ ,接 收 透 镜 正在 基准距离处的物 出 被 测 物 体的 距和像距别离为 E 和 E′,不 难 推 距离变化?和光电检测器件图 1—1 ?之间的关系为 ?=E3sinΥ 3? [E′3sinΗ -?3sin(Η +Υ )] =(D13?) (D2 - ?)式中 D1 = E3sinΥ sin(Η +Υ ) D2 = E′3sinΗ sin(Η +Υ ) 因为式(1—1)的推导不带任何先行假设或近似,因而这一关系是严酷 切确的,它对任何距离的变化都成立。基于这一关系进交运算处置,便 可实现激光三角法测距传感器的高分辩率和大量程