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一种低成本激光三角测量系统的新静态校准方法

DOI：10.1016/j.measurement.2020.107613 期刊：Measurement 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 作为一种非接触式高效率测量方法，激光三角测量法长期受到众多学者的研究关注。构建此类系统通常需要进行校准——通过确定或修正系统参数以达到目标精度。传统校准方法要么需要精密运动装置，要么依赖高精度量规物体，这不仅会产生额外的制造成本和辅助设备需求，从而推高整体成本，还会因环境条件限制等因素阻碍广泛应用。为此，本研究提出一种新型静态校准方法，无需运动机构或高精度量规物体即可完成系统校准。该方法基于标量复合目标的数据制备，并采用几何估计器作为质量指标。基于此方法，我们研制了三款低成本原型机，均实现了亚毫米级测量精度。虽然该精度已能满足大型面板制造的常规测量需求，但通过后续改进工作仍可实现更高精度。本方法在精度与成本之间实现了优化平衡。随后我们以小型面板部件测量为应用案例开展测试，证实了该方法的可行性，这为开发适用于制造业（特别是包括金属板材和复合材料在内的面板部件制造）的在线工业检测系统（无论规模大?。┨峁┝饲痹诳赡?，尤其适用于低成本板材零件检测场景。
作者： Yihui Zhao，Taufik Bin Mohamed Supri，Song Yang，Yi Qin
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种针对低成本激光三角测量系统的新静态校准方法，该方法无需精确移动或高精度量具物体，旨在降低制造成本并实现广泛应用。

研究成果

提出的低成本激光三角测量系统静态校准方法无需相机和参考物体的精确移动，大幅降低了成本。实验室原型验证了该方法，实现了亚毫米级精度。该方案支持多点成形系统的设计，在钣金成形和面板制造领域具有广泛应用潜力。

研究不足

最终结果的精度取决于相机分辨率、激光光斑大小、机械误差以及系统组件和装配。该方法目前的精度足以满足大型面板制造需求，但通过进一步改进仍有提升空间。

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