專利名稱：一種激光線光源的綜合檢測方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于激光檢測技術(shù)，具體涉及一種激光線光源的綜合檢測方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
激光線光源是由激光二極管、光學(xué)元件、金屬結(jié)構(gòu)件及電子電路組成的可以產(chǎn)生紅色或綠色可見的激光標線，可廣泛用于室內(nèi)外裝修標線定位等其它產(chǎn)品中。激光線光源在投射面上所成的線叫激光線，激光線的直線度、寬度、線質(zhì)是其主要的指標。直線度即激光線光源所發(fā)射出的激光標線彎曲程度的量化表示。如圖1和圖2所示，設(shè)定激光線光源垂直于標線接收屏，接收屏距離激光線光源O點處IOm ;連接兩臨界點A和B (A、B為標線接收屏上最底點的平行線)，在標線上找距離直線AB最遠點C^C點做AB直線段的垂線⑶；過光源的出口中心“O”點連接C、D兩點，則ZCOD表示該標線的直線度。理論上激光線會以圖1所示的形式彎曲，但由于光學(xué)元件的問題激光線會出現(xiàn)圖2所示的波浪線又稱S線，有時也會出現(xiàn)如圖3所示的某個點的跳點。一般測量采用抽樣3點或五點測量法，無法較真實的反應(yīng)激光線的直線度，因為波浪線和跳點會使抽樣點變得隨機，再加上許多廠家采用人眼觀測使測量變得更加隨機。目前激光線光源線直度 的檢測一般采用兩大類方法，一種采用攝像的方法進行測量，利用面陣CCD作為信號采集元件，放置在需要測量的檢測點上，通過視頻分割器和顯示器將多個測量點的圖像顯示到檢測員面前，此種方法雖然直觀但最終通過人眼判斷精度其精度低，人為誤差大。另一類是采用線陣CCD，雖然精度高，但一方面線陣CCD的感光面較小，另一方面采用擺放3-5個抽樣點的方式無法真實反映激光線的線直度情況，而且不直觀，使業(yè)內(nèi)很多人士無法真正接受此種測量方法。隨著技術(shù)的進步，出現(xiàn)了諸如公開號為CN102062579A，名稱為“一種用線陣CXD測量激光束位置與線寬的檢測方法及其裝置”的發(fā)明專利申請，該發(fā)明專利申請公開了利用線陣CCD測量激光光束位置與線寬的方法。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明的目的是解決目前激光線光源線直度的檢測人為誤差大和無法使業(yè)內(nèi)人士真正接受的缺點。為達上述目的，發(fā)明提供了一種激光線光源的綜合檢測方法，包括步驟:1)在該一字激光模組的投射面上120°的范圍內(nèi)平分該擴散角形成若干個邊緣夾角相等的面域；
2)取上述各面域的邊緣與一字激光模組在投射面上的激光線的交點，以相鄰的交點之間的激光線的中點為測量點，并在該測量點處置放面陣CCD模塊和線陣CCD模塊，以獲取該測量點處的激光線的圖像和激光線的位置及線寬信息；
3)利用旋轉(zhuǎn)平臺使一字激光模組旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對整個激光線的檢測；
4)根據(jù)獲取的各測量點處的線陣CCD模塊測量的激光線的位置及線寬信息，判斷激光線是否為S曲線或其上是否有跳點；如果是，則結(jié)束對激光線的檢測，如果否，則進至步驟5)；
5)根據(jù)獲取的各測量點處的激光線的位置及線寬信息，判斷各測量點處的軌跡曲線的斜率是否一致，若是，則表明該激光線是直線，若否則計算出該激光線的直線度值，并結(jié)束對激光線的檢測。上述步驟4)中的激光線是否為S曲線的判定方法是，觀測各測量點處的面陣CCD模塊獲取的激光線的圖像是否為S曲線或觀測根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線是否為S曲線，即可判定該激光線是否為S曲線。上述步驟4)中的激光線上是否有跳點的判斷方式是，根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線多數(shù)為一直線軌跡，若出現(xiàn)偏離該直線軌跡的軌跡曲線則表明該激光線上有跳點。上述步驟5)中的軌跡曲線是根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線。上述步驟5)計算出激光線的直線度值的過程是:取線激光的投射角的兩個邊與投射面的第一交點和第二交點，然后過激光線上的距離該第一交點和第二交點的連線最遠的點C做垂直于該連線的垂線，得該垂線與該連線的交點D，則由線激光源的中心出光孔的中心點O與所述最遠的點C、交點D組成的夾角Z COD即為所述直線度值，該Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶為線陣CXD模塊測量的激光線的最大位置變化量，OD為測量距離。同時，本發(fā)明提供了一種實現(xiàn)上述激光線光源的綜合檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于:包括一字激光模組、用以獲取測量點的圖像的面陣CCD模塊、用以檢測測量點的激光線的位置和線寬的線陣CCD模塊、帶動所述一字激光模組旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺和對所述面陣CCD模塊的檢測圖像進行顯示、對所述線陣CCD模塊的數(shù)據(jù)進行處理的PC機，所述面陣CCD模塊和線陣CCD模塊均設(shè)置在所述測量點處。上述旋轉(zhuǎn)平臺是電子經(jīng)緯儀的豎軸系統(tǒng)。發(fā)明的優(yōu)點是:不但能夠精確的檢測激光線的寬度和直線度，有效避免人為誤差和抽樣檢測無法真實反應(yīng)激光線的情況的缺陷，提高了檢測的精度，而且能夠?qū)z測結(jié)果以圖像的形式直觀的展現(xiàn)給人，易于人們接受和推廣，而且方法操作簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)，成本低廉。


以下將結(jié)合附圖對發(fā)明做進一步詳細說明:
圖1是激光線彎曲示意圖。圖2是激光線為波浪線的示意圖。圖3是實現(xiàn)激光線光源的綜合檢測方法的系統(tǒng)示意圖。圖4是激光線為直線時軌跡示意圖。
圖5是激光線為S線的軌跡示意圖。圖6是有跳點的激光線的軌跡示意圖。圖中:1、一字激光模組；2、面陣CXD模塊；3、線陣CXD模塊。
具體實施例方式本實施例解決目前激光線光源線直度的檢測人為誤差大和無法使業(yè)內(nèi)人士真正接受的缺點，本實施例提供了一種激光線光源的綜合檢測方法，包括以下步驟:1)在該一字激光模組的投射面上120°的范圍內(nèi)平分該擴散角形成若干個邊緣夾角相等的面域；
2)取上述各面域的邊緣與一字激光模組在投射面上的激光線的交點，以相鄰的交點之間的激光線的中點為測量點，并在該測量點處置放面陣CCD模塊和線陣CCD模塊，以獲取該測量點處的激光線的圖像和激光線的位置及線寬信息；
3)利用旋轉(zhuǎn)平臺使一字激光模組旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對整個激光線的檢測；
4)根據(jù)獲取的各測量點處的線陣CCD模塊測量的激光線的位置及線寬信息，判斷激光線是否為S曲線或其上是否有跳點；如果是，則結(jié)束對激光線的檢測，如果否，則進至步驟
5)；
5)根據(jù)獲取的各測量點處的激光線的位置及線寬信息，判斷各測量點處的軌跡曲線的斜率是否一致，若是，則表明該激光線是直線(如圖4所示)，若否則計算出該激光線的直線度值，并結(jié)束對激光線的檢測，此處涉及的直線度值的計算過程是(結(jié)合圖2):取線激光的投射角的兩個邊與投射面的第一交點A和第二交點B，然后過激光線ACB上的距離該第一交點A和第二交點B的連線AB最遠的點C做垂直于該連線AB的垂線⑶，得該垂線⑶與該連線AB的交點D (垂足)，則由線激光源的中心出光孔的中心點O與所述最遠的點C、交點D組成的夾角Z COD即為激光線ACB的直線度值，該Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶為線陣CXD模塊測量的激光線的最大位置變化量，OD為測量距離。步驟4)中的激光線是否為S曲線的判定方法是，觀測各測量點處的面陣CCD模塊獲取的激光線的圖像是否為S曲線或觀測根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線是否為S曲線，即可判定該激光線是否為S曲線。步驟4)中的激光線上是否有跳點的判斷方式是，根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線多數(shù)為一直線軌跡，若出現(xiàn)偏離該直線軌跡的軌跡曲線則表明該激光線上有跳點。步驟5)中的軌跡曲線是根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線。由跳點、S線或直線度的判斷不難看出，上述方法中的軌跡曲線，實際上只是根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置信息描繪而成的曲線，即將各測量點處的線陣CCD模塊獲取的激光線的各個位置彼此連接起來即可獲取該曲線，而當利用各測量點處的線陣CCD模塊獲取的激光線線寬信息時，描繪出的曲線則是能表征激光線寬窄的具有一定寬度的曲線。本實施例中涉及的根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息，可以利用軟件使計算機描繪出這些信息對應(yīng)的軌跡曲線，以更加直觀反映激光線的情況，也可以不需描繪該軌跡曲線，即通過一些數(shù)據(jù)分析的方法，判斷激光線的直線度，是否為S線或是否有跳點，關(guān)于這些的算法現(xiàn)有技術(shù)很多，而本實施例顯然是選擇了將激光線的位置及線寬信息對應(yīng)的軌跡曲線通過計算機描繪出來，目的就是為了使得檢測結(jié)果更為為直觀和易行，易于業(yè)內(nèi)人士接受。同時，本發(fā)明提供了一種如圖3所示的實現(xiàn)上述激光線光源的綜合檢測方法的系統(tǒng)，包括一字激光模組1、用以獲取測量點E、F、G的圖像的面陣CXD模塊2、用以檢測測量點
E、F、G的激光線的位置和線寬的線陣CXD模塊3和帶動一字激光模組I旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺(圖中未示出)，和對面陣CXD模塊2的檢測圖像進行顯示、對線陣CXD模塊3的數(shù)據(jù)進行處理的PC機，面陣CXD模塊2和線陣CXD模塊3均設(shè)置在測量點E、F、G處即每一個測量點E、
F、G處分別設(shè)置有一面陣CXD模塊2和線陣CXD模塊3，該測量點E、F、G具體是這樣取得的，即等分一字激光模組I的擴散角Z A0D，每個等分角(圖1中是將擴散角Z AOD等分成了三等分，每一等分角是40° )必與一字激光模組I在投射面上的激光線AD相交，如圖1所示，交點分別是B、C、D，然后取相鄰點A、B、C、D之間的激光線AB、BC、CD的中點E、F、G，以該E、F、G點作為測量點。本實施例中的旋轉(zhuǎn)平臺選用的是電子經(jīng)緯儀的豎軸系統(tǒng)。面陣CCD模塊2為實現(xiàn)微距拍攝的攝像頭，其拍攝的圖像通過PC機直接顯示出來，使操作者能更加直觀的觀測到跳點或S線以及線不直的情況，也容易讓業(yè)內(nèi)人士接受。而線陣CCD模塊3則確保了檢測的高精度，旋轉(zhuǎn)平臺則通過帶動激光模組旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)了對整個激光線的檢測，有效克服了抽樣檢測無法真實反應(yīng)激光線的情況的缺點。(以秒為單位)，該ZC0D=arctg⑶/0D，其中⑶為線陣CXD模塊測量的最大激光的最大位置變化量，OD為測量距離。本實施例中的線陣CXD模塊利用的是公開號為CN102062579A，名稱為一種用線陣CCD測量激光束位置與線寬的檢測方法及其裝置中的裝置，即通過可編程數(shù)字邏輯器件或其它電子器件對線陣CCD驅(qū)動，通過測量入射到線陣CCD感光面的位置與線寬的判斷，從而得到激光在CCD感光面的絕對位置的光電檢測裝置一即本實施例中的涉及到的線陣CCD模塊均采用此裝置，此裝置有RS485通訊接口，與主控系統(tǒng)連接，與主控系統(tǒng)的RS485通訊連接可以是有線也可以是無線連接(無線連接即采用無線模塊與RS485接口對接)。其中的主控系統(tǒng):主要完成PC機命令的接收和對CXD裝置模塊的控制、數(shù)據(jù)的傳送以及電源的管理。主控系統(tǒng)通過串口或USB 口與PC機通訊。PC機:通過串口或USB 口傳送命令的接收主控系統(tǒng)傳來CXD裝置模塊的測量數(shù)據(jù)，并利用應(yīng)用軟件傳輸來的反映激光位置和線寬數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)分析和軌跡分析，并完成相應(yīng)數(shù)據(jù)的保存和打印等功能，并對激光線光源做最終判定。以及PC系統(tǒng)中直接顯示出的多個(圖3所示為3個)個攝像頭的圖像使操作者更加直觀的觀測到調(diào)點或S線以及線不直的情況。也容易讓業(yè)內(nèi)接受。以上例舉僅僅是對發(fā)明的舉例說明，并不構(gòu)成對發(fā)明的保護范圍的限制，凡是與發(fā)明相同或相似的設(shè)計均屬于發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光線光源的綜合檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在該一字激光模組的投射面上120°的范圍內(nèi)平分該擴散角形成若干個邊緣夾角相等的面域； 2)取上述各面域的邊緣與一字激光模組在投射面上的激光線的交點，以相鄰的交點之間的激光線的中點為測量點，并在該測量點處置放面陣CCD模塊和線陣CCD模塊，以獲取該測量點處的激光線的圖像和激光線的位置及線寬信息； 3)利用旋轉(zhuǎn)平臺使一字激光模組旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)對整個激光線的檢測； 4)根據(jù)獲取的各測量點處的線陣CCD模塊測量的激光線的位置及線寬信息，判斷激光線是否為S曲線或其上是否有跳點；如果是，則結(jié)束對激光線的檢測，如果否，則進至步驟5)； 5)根據(jù)獲取的各測量點處的激光線的位置及線寬信息，判斷各測量點處的軌跡曲線的斜率是否一致，若是，則表明該激光線是直線，若否則計算出該激光線的直線度值，并結(jié)束對激光線的檢測。
2.如權(quán)利要求1所述的激光線光源的綜合檢測方法，其特征在于:所述步驟4)中的激光線是否為S曲線的判定方法是，觀測各測量點處的面陣CCD模塊獲取的激光線的圖像是否為S曲線或觀測根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線是否為S曲線，即可判定該激光線是否為S曲線。
3.如權(quán)利要求1所述的激光線光源的綜合檢測方法，其特征在于:所述步驟4)中的激光線上是否有跳點的判斷方式是，根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線多數(shù)為一直線軌跡，若出現(xiàn)偏離該直線軌跡的軌跡曲線則表明該激光線上有跳點。
4.如權(quán)利要求1所述的激光線光源的綜合檢測方法，其特征在于:所述步驟5)中的軌跡曲線是根據(jù)線陣CCD模塊獲取的激光線的位置及線寬信息所描繪出的軌跡曲線。
5.如權(quán)利要求1所述的激光線光源的綜合檢測方法，其特征在于:所述步驟5)計算出激光線的直線度值的過程是:取線激光的投射角的兩個邊與投射面的第一交點和第二交點，然后過激光線上的距離該第一交點和第二交點的連線最遠的點C做垂直于該連線的垂線，得該垂線與該連線的交點D，則由線激光源的中心出光孔的中心點O與所述最遠的點C、交點D組成的夾角Z COD即為所述直線度值，該Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶為線陣CXD模塊測量的激光線的最大位置變化量，OD為測量距離。
6.一種實現(xiàn)權(quán)利要求1所述的激光線光源的綜合檢測方法的系統(tǒng)，其特征在于:包括一字激光模組、用以獲取測量點的圖像的面陣CCD模塊、用以檢測測量點的激光線的位置和線寬的線陣CCD模塊、帶動所述一字激光模組旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)平臺和對所述面陣CCD模塊的檢測圖像進行顯示、對所述線陣CCD模塊的數(shù)據(jù)進行處理的PC機，所述面陣CCD模塊和線陣CXD模塊均設(shè)置在所述測量點處。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于:所述旋轉(zhuǎn)平臺是電子經(jīng)緯儀的豎軸系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種激光線光源的綜合檢測方法及實現(xiàn)該方法的系統(tǒng)，通過在測量點上同時放置面陣CCD模塊和線陣CCD模塊，以獲取該測量點處的激光線的圖像和激光線的位置和線寬信息，不但能夠精確的檢測激光線的寬度和直線度，而且有效避免人為誤差和抽樣檢測無法真實反應(yīng)激光線的情況的缺陷，提高了檢測的精度，而且能夠?qū)z測結(jié)果以圖像的形式直觀的展現(xiàn)給人，易于人們接受和推廣，而且方法操作簡單，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單易于實現(xiàn)，成本低廉。
文檔編號G01M11/02GK103162937SQ20111042274
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月16日
發(fā)明者孫建華, 袁科 申請人:西安華科光電有限公司