六自由度光學測量傳感器設計與研究.pdf

1、在現(xiàn)代工業(yè)測量領(lǐng)域，對多維度同時測量的不同需求越來越多。激光跟蹤儀在大尺寸的六自由度測量領(lǐng)域廣泛應用，但其在小工作距的測量中受到了限制。在小工作距的測量環(huán)境中廣泛使用的激光三角測頭，其在多維同時檢測的能力上稍有欠缺。
　　針對現(xiàn)代工業(yè)自動化領(lǐng)域，對小工作距中的微位移和微角度的六維信息測量的需求，本文對六自由度光學測量傳感器進行設計和研究。
　　首先，通過對六自由度光學測量傳感器的原理進行研究分析，建立了六自由度光學測量傳感器

2、的數(shù)學模型和誤差模型。其次，根據(jù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和測量原理設計相應的光路系統(tǒng)，以完成對激光信號傳輸和采集，最后，設計電路系統(tǒng)以完成對光電元件PSD感應的電信號進行信號的采集和PSD信號預處理，同時將預處理完的信號通過串口通信傳輸?shù)缴衔粰C，顯示在上位設計的用戶顯示界面上。根據(jù)設計的光路系統(tǒng)、電路系統(tǒng)搭建實驗平臺，并通過電動位移臺對實驗系統(tǒng)進行標定，最后根據(jù)系統(tǒng)的測量原理和實驗數(shù)據(jù)解算出實際位移與系統(tǒng)中光斑位移的系數(shù)矩陣。對搭建的實驗平臺進行三維檢