[发明专利]基于激光光斑成像技术的三向位移量测方法

权利要求书

1.一种基于激光光斑成像技术的三向位移量测方法，其特征在于：包括两组激光发射器（1），以及一激光光斑成像系统，所述激光光斑成像系统包括成像靶面（2）、成像透镜、成像光电器件和信号处理单元；

步骤如下：

1.1、将两组激光发射器（1）安装于参考点O，将激光光斑成像系统安装在测点所在位置Ⅰ；

1.2、用激光发射器（1）向测点所在位置Ⅰ的成像靶面（2）发射光束，用成像透镜将光束聚焦成光斑像，并用成像光电器件接收该光斑像，信号处理单元通过图形处理算法找出两个光斑的中心点相对于成像系统的坐标位置，作为初始值；

1.3、将激光光斑成像系统随测点移动到位置Ⅱ，用激光发射器（1）向测点的成像靶面（2）发射光束，用成像透镜将光束聚焦成光斑像，并用成像光电器件接收该光斑像，信号处理单元通过图形处理算法找出两个光斑的中心点相对于成像系统的坐标位置，作为测试值；

1.4、将两个光斑像的坐标位置测试值与两个光斑像的坐标位置初始值进行比较，计算出两个光斑像的水平位移和竖向位移；

1.5、根据两个光斑像的水平位移和竖向位移，根据几何关系，得出测点所在位置Ⅱ相对于位置Ⅰ的三向位移测量结果；

两组激光发射器中一组发射与水平向成α角的激光束OA，另一组发射与水平向成β角的激光束OB，且0°≤α＜β＜90°，OA和OB激光束的激光斑点在成像靶面的中心位置分别为A点和B点；成像靶面与水平面有一定的夹角γ，其中γ的范围为：0°＜γ≤90°。

2.根据权利要求1所述的基于激光光斑成像技术的三向位移量测方法，其特征在于：所述成像光电器件为CCD或CMOS光电转换器件。

3.根据权利要求1所述的基于激光光斑成像技术的三向位移量测方法，其特征在于：所述信号处理单元采用FPGA芯片处理图像信息，通过图形处理算法确认光斑中心相对于成像系统的坐标位置，所述的成像系统的坐标位移采用成像靶面（2）的局部坐标系统；

所述的图形处理算法包括斑点坐标平均法、斑点分布椭圆形拟合法和斑点包络矩形法。

4.根据权利要求3所述的基于激光光斑成像技术的三向位移量测方法，其特征在于：所述斑点坐标平均法，为给定一个光斑像素阈值，对椭圆形内的每一个像素，求得横纵坐标的平均值：

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