[发明专利]一种线激光快速测高装置及方法

说明书

本发明涉及一种线激光快速测高装置，包括电源、线型激光器、移轴镜头、CCD传感器、PCB电路板和载物面，载物面为固定的平板面或者为流水线上的平滑面，载物面上置有被测物体，载物面正上方安装有线型激光器，线型激光器用于垂直向下投射激光线，激光线投影到被测物体和载物面上，移轴镜头斜向上布置，经被测物体和载物面反射后的激光线成像到斜向上的移轴镜头内，并成焦在CCD传感器上，CCD传感器电连接PCB电路板，PCB电路板的输出端连接输出网口和IO口，PCB电路板、线型激光器分别通过线路连接电源；本发明能够快速可靠地测量流水线上经过的物体高度，有效改善了现有技术的测量精度低，速度慢，可靠性差等问题。

[技术领域]

本发明涉及测量技术领域，具体地说是一种线激光快速测高装置及方法。

[背景技术]

现有视觉测高技术中，测量精度、测量速度以及测量稳定可靠性一直是技术提高的关键点。目前，无接触测高技术主要有这几种：激光测高、视觉测高、三角测高。其中，(1)激光测高，是激光测距技术，通过测量发射激光与接收激光的时间差，然后乘上光速得到距离。(2)视觉测高，是利用摄像头对被测物体拍照，通过物体在传感器成的像，估算物体高度或距离。(3)三角测高，是利用线激光打在被测物体上，然后用摄像头拍照，利用照射角与拍摄角度的差，计算出被测物体的高度。

以上测高方案均存在一定的不足之处：(1)激光测距精度不高，而且主要是测点，不能完全一次性测量物体的整体高度。(2)视觉测高需要固定的场景，对环境的亮度，光线角度等要求很高，测量不精确，而且这种技术需要复杂的软件来处理，导致处理速度慢，测量速度慢。(3)三角测高技术相对来说比较好，利用线激光，和摄像头拍照，利用角度差能比较好的测量物体高速，但这个角度差不好达到线性区间，误差还不小，如果工作环境不断有震动，会很大程度影响测量精度，可靠性不足。

[发明内容]

本发明的目的就是要解决上述的不足而提供一种线激光快速测高装置，能够快速可靠地测量流水线上经过的物体高度，有效改善了现有技术的测量精度低，速度慢，可靠性差等问题。

为实现上述目的设计一种线激光快速测高装置，包括电源1、线型激光器2、移轴镜头3、CCD传感器4、PCB电路板5和载物面6，所述载物面6为固定的平板面或者为流水线上的平滑面，所述载物面6上放置有被测物体7，所述载物面6正上方安装有线型激光器2，所述线型激光器2用于垂直向下投射激光线，所述激光线投影到被测物体7和载物面6上，所述移轴镜头3斜向上布置，经被测物体7和载物面6反射后的激光线成像到斜向上的移轴镜头3内，并成焦在CCD传感器4上，所述CCD传感器4电连接PCB电路板5，所述PCB电路板5的输出端连接输出网口和IO口，所述PCB电路板5、线型激光器2分别通过线路连接电源1。

进一步地，所述载物面6上方横跨有一个U型支架8，所述线型激光器2固定在U型支架8上方中间位置处。

进一步地，所述移轴镜头3、CCD传感器4以及PCB电路板5组装成一个封闭的相机，所述相机安装在与线型激光器2同一高度但不同水平位置处。

本发明还提供了一种线激光快速测高装置的测量方法，包括以下步骤：先通过线型激光器2将一束线型激光垂直照射在被测物体7和载物面6上，反射后的激光线经过移轴镜头3后成像到CCD传感器4上，不同高度的物体通过测量线位置后在CCD传感器4不同行上留下投影，并且投影的行所在的位置与被测物体7的高度成一定的投影关系，通过用已知高度的物体来标定测量系数，即可测量出被测物体7的高度；当多个被测物体7同时通过测量线时，则投射到CCD传感器4上的不同列上，即可对多个被测物体同时测量。

进一步地，所述PCB电路板5内置有ARM处理器和FPGA芯片，当PCB电路板5采集到CCD传感器4上的图像信息后传输到FPGA芯片，再对输入的图像数据流提取中位线；然后ARM处理器控制曝光拍照，并读取中位线数据，最后通过ARM处理器识别到被测物体7的数量以及根据交比定理计算出被测物体7的高度。