非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响

作     者：陈雪花 肖亚维 黄林海 顾乃庭 CHEN Xuehua;XIAO Yawei;HUANG Linhai;GU Naiting

作者机构：中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《重庆理工大学学报（自然科学）》 (Journal of Chongqing University of Technology：Natural Science)

年 卷 期：2022年第36卷第9期

页      面：119-127页

学科分类：08[工学] 0835[工学-软件工程] 081202[工学-计算机软件与理论] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(12073031) 优秀青年基金项目(12022308) 中国科学院青年创新促进会项目(2018412) 

主　　题：激光三角测距 非Scheimpflug条件 测距精度 适用范围 

摘      要：在激光三角测距方法中,测量系统结构需满足Scheimpflug条件,使得激光光斑与探测器探测成像之间满足物像关系,保证距离测量精度。然而,光学镜头与探测器非共轴的设计结构较为复杂,成本更高,使用不方便。在实际应用中采用成像镜头与相机同轴化直接集成的方式,构建非Scheimpflug条件下的激光三角测距系统,虽然提升了稳定性、方便性,降低了成本,但是不可避免地降低了激光三角测距精度。基于以上背景,开展了非Scheimpflug条件对激光三角测距精度影响研究,建立非Scheimpflug条件下距离测量解析模型,分析激光光斑成像后理论中心位置与质心位置之间的定位误差,并依据距离测量模型解算非Scheimpflug条件下距离测量误差,定量评估非Scheimpflug条件下不同激光三角测距模型的测量精度,给出非Scheimpflug条件下保持测距精度所适用的系统参数和距离范围,为非Scheimpflug条件下激光三角测距法应用提供理论和数值基础。