基于激光平面的平面測量系統(tǒng)的研究.pdf

1、本課題研究的主要目的在于利用激光束通過柱面透鏡產(chǎn)生的激光平面作為基準(zhǔn)平面，并依靠激光平面的穩(wěn)定性來進(jìn)行系統(tǒng)的精密測量。 激光平面作為一種新型的基準(zhǔn)平面，現(xiàn)在可以應(yīng)用到許多領(lǐng)域當(dāng)中，在大型工程施工測量、農(nóng)業(yè)土地平整、子彈和炮彈速度檢測以及精密測量等方面有著廣泛的應(yīng)用，開展這方面的基礎(chǔ)研究是很有意義的。 本課題采用現(xiàn)代傳感技術(shù)和現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)，在充分理解激光平面的發(fā)生及工作原理的基礎(chǔ)上，結(jié)合光電檢測信息技術(shù)和單片機(jī)技術(shù)

2、，產(chǎn)生一種新型的測量手段和方法。與傳統(tǒng)的掃描法形成激光平面的方法相比，原理簡單，結(jié)構(gòu)緊湊，實(shí)現(xiàn)方便。課題完成了激光平面的產(chǎn)生，光電接收裝置的設(shè)計以及基于單片機(jī)的數(shù)據(jù)采集處理電路的軟硬件的設(shè)計和調(diào)試工作，最終整套裝置可以用于精密測量領(lǐng)域中的平面測量當(dāng)中。通過大量的實(shí)驗(yàn)表明，整個系統(tǒng)的不確定度優(yōu)于0.003mm，系統(tǒng)的分辨力優(yōu)于0.005mm，并且具有良好的穩(wěn)定性。 本課題的研究內(nèi)容主要包括以下三個方面：1、通過柱面透鏡形成激光平面

3、的理論分析，利用半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡及柱面透鏡等形成激光平面作為測量的基準(zhǔn)平面。 2、激光平面信號采集的模塊設(shè)計，根據(jù)課題的需要，選擇日本Hamamatsu公司S3931型PSD，結(jié)合現(xiàn)代電子設(shè)計技術(shù)，完成了PSD輸出信號的處理電路設(shè)計工作。 3、單片機(jī)數(shù)掘采集及處理系統(tǒng)的設(shè)計。利用現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)構(gòu)建了激光平面位置信號的數(shù)據(jù)采集和信號處理的軟硬件系統(tǒng)?，F(xiàn)以完成了整個系統(tǒng)的硬件電路和處理軟件的設(shè)計和調(diào)試工作。