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激光三角测距法原理
时间:2021-02-01 来源:九游会 浏览量 29878 次
本文摘要:激光三角测量法是一种低成本激光雷达设计方案,可以获得高精度、高性价比的应用效果,甚至可以沦为室内服务机器人导航系统的选择方案。

激光三角测量法是一种低成本激光雷达设计方案,可以获得高精度、高性价比的应用效果,甚至可以沦为室内服务机器人导航系统的选择方案。本文介绍了激光雷达的核心组成部分,重点介绍了基于激光三角测量的激光雷达原理。激光雷达是激光雷达的四大核心组件,主要由激光、接收器、信号处理装置和旋转机制这四大核心组件组成。

激光:激光是激光雷达的激光发射机制。工作时不会用脉冲照射。以考虑阿拉什技术的RPLIDARA3系列雷达为例,每秒照射16000次,不点火。

接收器:激光发射的激光照射障碍物时,通过障碍物的光反射光线不会通过镜子组聚集到接收器中。信号处理设备:信号处理设备管理控制激光的发射和接收器收到的信号的处理。

根据此信息计算目标对象的距离信息。旋转机构:上述三个零部件包括测量的核心部件。旋转机构将上述核心部件一起旋转为平滑转矩,从而建立对该平面的扫描,并生成动态平面信息。激光三角测量原理目前激光雷达的测量原理主要有脉冲法、相关法和三角法三种,脉冲法和干燥光法对激光雷达的硬件拒绝度较低,但测量精度远低于激光三角法,因此常用于军事领域。

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激光三角测量法因成本低、精度符合大部分商用及民间拒绝而受到普遍关注。激光三角测量法主要通过一束激光,用入射角太阳光测量目标,激光在目标表面再次产生光和衍射,从不同角度利用镜头在光线激光上收集光学,光斑光学在CCD(啁啾设备)方位传感器上。测试的物体沿激光方向再次移动时,方位传感器的光斑会移动,偏移大小与测试的物体的移动距离相对应,因此可以通过算法设计计算测试的物体与基线的距离值。入射光和反射光包含三角形,将几何三角定理应用于光斑偏移计算,因此这种测量称为激光三角测量法。

根据入射光束和测量物体表面法线之间的角度关系,激光三角测量法可分为倾斜式和照明式两种。1.照明式激光三角测量法是指激光束测量的对象的表面,即入射光与测量的对象的表面法线共线时的照明式激光三角测量法,如图1右图所示。2、倾斜式激光三角测量法光路系统中,激光入射光束和测量物体的表面法向角度大于90时,入射光方式为私营。

图2右侧图片中的光路图是激光三角倾斜式光路图。激光发射的激光与物体表面法线成一定角度入射,进入测量的物体表面,相反,(乘时)光线通过B的镜头收集光学,最后由光敏装置收集。如图2所示,入射光AO和基线AB之间的角度是Alpha,AB是激光中心和CCD中心之间的距离,BF是镜头的焦距F,D是测量对象距基线无限远时,反射光线在光敏单位是光学的无限方位。DE以X记录光斑从光敏单位偏离无限方向的偏移。

如果系统的光路被确认,那么Alpha、AB、F是未知参数。从光路图的几何关系可以看出,ABODEB具有边长关系。也就是说,在确认系统的光路时,CCD防卫传感器的一个轴可以与基线AB平行(假定为Y轴)。通过算法得到的激光光点像素坐标为(Px,Py)。

测量的物体和基线AB产生比较偏移时,X变为X,求出上述条件下测量的物体的移动距离Y。也就是说,无论是照明式还是射光式激光三角测量法,都可以对测量的物体进行高精度、未知的测量,但照明式的分辨率斜线不低。(阿尔伯特爱因斯坦,Northern Exposure(美国电视连续剧),)阿拉什技术的RPLIDAR系列激光雷达也使用四线激光三角测量法,基于阿拉什技术独特的RPVision3.0激光测距引擎,每秒最多进行16000次测距动作,25米的测距半径,最高0,220在每个距离测量过程中,RPLIDAR系列激光雷达发射调整后的红外激光信号,该信号是在照亮目标物体后产生的镜头由RPLIDAR的视觉采集系统接管。然后通过映射到RPLIDAR内部的DSP处理器动态释放。

照射的目标物体和RPLIDAR的距离值和当前角度信息是从通信模块输入的。RPLIDARA3M1工作原理示意图由电动机机构驱动,RPLIDAR的测距核心顺时针旋转,构建对周围环境的360度全方位扫描距离检测。


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