专利名称：一种激光线光源的综合检测方法及实现该方法的系统的制作方法
技术领域：
本发明属于激光检测技术，具体涉及一种激光线光源的综合检测方法及实现该方法的系统。
背景技术：
激光线光源是由激光二极管、光学元件、金属结构件及电子电路组成的可以产生红色或绿色可见的激光标线，可广泛用于室内外装修标线定位等其它产品中。激光线光源在投射面上所成的线叫激光线，激光线的直线度、宽度、线质是其主要的指标。直线度即激光线光源所发射出的激光标线弯曲程度的量化表示。如图1和图2所示，设定激光线光源垂直于标线接收屏，接收屏距离激光线光源O点处IOm ;连接两临界点A和B (A、B为标线接收屏上最底点的平行线)，在标线上找距离直线AB最远点C^C点做AB直线段的垂线⑶；过光源的出口中心“O”点连接C、D两点，则ZCOD表示该标线的直线度。理论上激光线会以图1所示的形式弯曲，但由于光学元件的问题激光线会出现图2所示的波浪线又称S线，有时也会出现如图3所示的某个点的跳点。一般测量采用抽样3点或五点测量法，无法较真实的反应激光线的直线度，因为波浪线和跳点会使抽样点变得随机，再加上许多厂家采用人眼观测使测量变得更加随机。目前激光线光源线直度 的检测一般采用两大类方法，一种采用摄像的方法进行测量，利用面阵CCD作为信号采集元件，放置在需要测量的检测点上，通过视频分割器和显示器将多个测量点的图像显示到检测员面前，此种方法虽然直观但最终通过人眼判断精度其精度低，人为误差大。另一类是采用线阵CCD，虽然精度高，但一方面线阵CCD的感光面较小，另一方面采用摆放3-5个抽样点的方式无法真实反映激光线的线直度情况，而且不直观，使业内很多人士无法真正接受此种测量方法。随着技术的进步，出现了诸如公开号为CN102062579A，名称为“一种用线阵CXD测量激光束位置与线宽的检测方法及其装置”的发明专利申请，该发明专利申请公开了利用线阵CCD测量激光光束位置与线宽的方法。
发明内容
发明的目的是解决目前激光线光源线直度的检测人为误差大和无法使业内人士真正接受的缺点。为达上述目的，发明提供了一种激光线光源的综合检测方法，包括步骤:1)在该一字激光模组的投射面上120°的范围内平分该扩散角形成若干个边缘夹角相等的面域；
2)取上述各面域的边缘与一字激光模组在投射面上的激光线的交点，以相邻的交点之间的激光线的中点为测量点，并在该测量点处置放面阵CCD模块和线阵CCD模块，以获取该测量点处的激光线的图像和激光线的位置及线宽信息；
3)利用旋转平台使一字激光模组旋转，以实现对整个激光线的检测；
4)根据获取的各测量点处的线阵CCD模块测量的激光线的位置及线宽信息，判断激光线是否为S曲线或其上是否有跳点；如果是，则结束对激光线的检测，如果否，则进至步骤5)；
5)根据获取的各测量点处的激光线的位置及线宽信息，判断各测量点处的轨迹曲线的斜率是否一致，若是，则表明该激光线是直线，若否则计算出该激光线的直线度值，并结束对激光线的检测。上述步骤4)中的激光线是否为S曲线的判定方法是，观测各测量点处的面阵CCD模块获取的激光线的图像是否为S曲线或观测根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线是否为S曲线，即可判定该激光线是否为S曲线。上述步骤4)中的激光线上是否有跳点的判断方式是，根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线多数为一直线轨迹，若出现偏离该直线轨迹的轨迹曲线则表明该激光线上有跳点。上述步骤5)中的轨迹曲线是根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线。上述步骤5)计算出激光线的直线度值的过程是:取线激光的投射角的两个边与投射面的第一交点和第二交点，然后过激光线上的距离该第一交点和第二交点的连线最远的点C做垂直于该连线的垂线，得该垂线与该连线的交点D，则由线激光源的中心出光孔的中心点O与所述最远的点C、交点D组成的夹角Z COD即为所述直线度值，该Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶为线阵CXD模块测量的激光线的最大位置变化量，OD为测量距离。同时，本发明提供了一种实现上述激光线光源的综合检测方法的系统，其特征在于:包括一字激光模组、用以获取测量点的图像的面阵CCD模块、用以检测测量点的激光线的位置和线宽的线阵CCD模块、带动所述一字激光模组旋转的旋转平台和对所述面阵CCD模块的检测图像进行显示、对所述线阵CCD模块的数据进行处理的PC机，所述面阵CCD模块和线阵CCD模块均设置在所述测量点处。上述旋转平台是电子经纬仪的竖轴系统。发明的优点是:不但能够精确的检测激光线的宽度和直线度，有效避免人为误差和抽样检测无法真实反应激光线的情况的缺陷，提高了检测的精度，而且能够将检测结果以图像的形式直观的展现给人，易于人们接受和推广，而且方法操作简单，系统结构简单易于实现，成本低廉。
以下将结合附图对发明做进一步详细说明:
图1是激光线弯曲示意图。图2是激光线为波浪线的示意图。图3是实现激光线光源的综合检测方法的系统示意图。图4是激光线为直线时轨迹示意图。
图5是激光线为S线的轨迹示意图。图6是有跳点的激光线的轨迹示意图。图中:1、一字激光模组；2、面阵CXD模块；3、线阵CXD模块。
具体实施例方式本实施例解决目前激光线光源线直度的检测人为误差大和无法使业内人士真正接受的缺点，本实施例提供了一种激光线光源的综合检测方法，包括以下步骤:1)在该一字激光模组的投射面上120°的范围内平分该扩散角形成若干个边缘夹角相等的面域；
2)取上述各面域的边缘与一字激光模组在投射面上的激光线的交点，以相邻的交点之间的激光线的中点为测量点，并在该测量点处置放面阵CCD模块和线阵CCD模块，以获取该测量点处的激光线的图像和激光线的位置及线宽信息；
3)利用旋转平台使一字激光模组旋转，以实现对整个激光线的检测；
4)根据获取的各测量点处的线阵CCD模块测量的激光线的位置及线宽信息，判断激光线是否为S曲线或其上是否有跳点；如果是，则结束对激光线的检测，如果否，则进至步骤
5)；
5)根据获取的各测量点处的激光线的位置及线宽信息，判断各测量点处的轨迹曲线的斜率是否一致，若是，则表明该激光线是直线(如图4所示)，若否则计算出该激光线的直线度值，并结束对激光线的检测，此处涉及的直线度值的计算过程是(结合图2):取线激光的投射角的两个边与投射面的第一交点A和第二交点B，然后过激光线ACB上的距离该第一交点A和第二交点B的连线AB最远的点C做垂直于该连线AB的垂线⑶，得该垂线⑶与该连线AB的交点D (垂足)，则由线激光源的中心出光孔的中心点O与所述最远的点C、交点D组成的夹角Z COD即为激光线ACB的直线度值，该Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶为线阵CXD模块测量的激光线的最大位置变化量，OD为测量距离。步骤4)中的激光线是否为S曲线的判定方法是，观测各测量点处的面阵CCD模块获取的激光线的图像是否为S曲线或观测根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线是否为S曲线，即可判定该激光线是否为S曲线。步骤4)中的激光线上是否有跳点的判断方式是，根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线多数为一直线轨迹，若出现偏离该直线轨迹的轨迹曲线则表明该激光线上有跳点。步骤5)中的轨迹曲线是根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线。由跳点、S线或直线度的判断不难看出，上述方法中的轨迹曲线，实际上只是根据线阵CCD模块获取的激光线的位置信息描绘而成的曲线，即将各测量点处的线阵CCD模块获取的激光线的各个位置彼此连接起来即可获取该曲线，而当利用各测量点处的线阵CCD模块获取的激光线线宽信息时，描绘出的曲线则是能表征激光线宽窄的具有一定宽度的曲线。本实施例中涉及的根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息，可以利用软件使计算机描绘出这些信息对应的轨迹曲线，以更加直观反映激光线的情况，也可以不需描绘该轨迹曲线，即通过一些数据分析的方法，判断激光线的直线度，是否为S线或是否有跳点，关于这些的算法现有技术很多，而本实施例显然是选择了将激光线的位置及线宽信息对应的轨迹曲线通过计算机描绘出来，目的就是为了使得检测结果更为为直观和易行，易于业内人士接受。同时，本发明提供了一种如图3所示的实现上述激光线光源的综合检测方法的系统，包括一字激光模组1、用以获取测量点E、F、G的图像的面阵CXD模块2、用以检测测量点
E、F、G的激光线的位置和线宽的线阵CXD模块3和带动一字激光模组I旋转的旋转平台(图中未示出)，和对面阵CXD模块2的检测图像进行显示、对线阵CXD模块3的数据进行处理的PC机，面阵CXD模块2和线阵CXD模块3均设置在测量点E、F、G处即每一个测量点E、
F、G处分别设置有一面阵CXD模块2和线阵CXD模块3，该测量点E、F、G具体是这样取得的，即等分一字激光模组I的扩散角Z A0D，每个等分角(图1中是将扩散角Z AOD等分成了三等分，每一等分角是40° )必与一字激光模组I在投射面上的激光线AD相交，如图1所示，交点分别是B、C、D，然后取相邻点A、B、C、D之间的激光线AB、BC、CD的中点E、F、G，以该E、F、G点作为测量点。本实施例中的旋转平台选用的是电子经纬仪的竖轴系统。面阵CCD模块2为实现微距拍摄的摄像头，其拍摄的图像通过PC机直接显示出来，使操作者能更加直观的观测到跳点或S线以及线不直的情况，也容易让业内人士接受。而线阵CCD模块3则确保了检测的高精度，旋转平台则通过带动激光模组旋转，实现了对整个激光线的检测，有效克服了抽样检测无法真实反应激光线的情况的缺点。(以秒为单位)，该ZC0D=arctg⑶/0D，其中⑶为线阵CXD模块测量的最大激光的最大位置变化量，OD为测量距离。本实施例中的线阵CXD模块利用的是公开号为CN102062579A，名称为一种用线阵CCD测量激光束位置与线宽的检测方法及其装置中的装置，即通过可编程数字逻辑器件或其它电子器件对线阵CCD驱动，通过测量入射到线阵CCD感光面的位置与线宽的判断，从而得到激光在CCD感光面的绝对位置的光电检测装置一即本实施例中的涉及到的线阵CCD模块均采用此装置，此装置有RS485通讯接口，与主控系统连接，与主控系统的RS485通讯连接可以是有线也可以是无线连接(无线连接即采用无线模块与RS485接口对接)。其中的主控系统:主要完成PC机命令的接收和对CXD装置模块的控制、数据的传送以及电源的管理。主控系统通过串口或USB 口与PC机通讯。PC机:通过串口或USB 口传送命令的接收主控系统传来CXD装置模块的测量数据，并利用应用软件传输来的反映激光位置和线宽数据进行数据分析和轨迹分析，并完成相应数据的保存和打印等功能，并对激光线光源做最终判定。以及PC系统中直接显示出的多个(图3所示为3个)个摄像头的图像使操作者更加直观的观测到调点或S线以及线不直的情况。也容易让业内接受。以上例举仅仅是对发明的举例说明，并不构成对发明的保护范围的限制，凡是与发明相同或相似的设计均属于发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种激光线光源的综合检测方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)在该一字激光模组的投射面上120°的范围内平分该扩散角形成若干个边缘夹角相等的面域； 2)取上述各面域的边缘与一字激光模组在投射面上的激光线的交点，以相邻的交点之间的激光线的中点为测量点，并在该测量点处置放面阵CCD模块和线阵CCD模块，以获取该测量点处的激光线的图像和激光线的位置及线宽信息； 3)利用旋转平台使一字激光模组旋转，以实现对整个激光线的检测； 4)根据获取的各测量点处的线阵CCD模块测量的激光线的位置及线宽信息，判断激光线是否为S曲线或其上是否有跳点；如果是，则结束对激光线的检测，如果否，则进至步骤5)； 5)根据获取的各测量点处的激光线的位置及线宽信息，判断各测量点处的轨迹曲线的斜率是否一致，若是，则表明该激光线是直线，若否则计算出该激光线的直线度值，并结束对激光线的检测。
2.如权利要求1所述的激光线光源的综合检测方法，其特征在于:所述步骤4)中的激光线是否为S曲线的判定方法是，观测各测量点处的面阵CCD模块获取的激光线的图像是否为S曲线或观测根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线是否为S曲线，即可判定该激光线是否为S曲线。
3.如权利要求1所述的激光线光源的综合检测方法，其特征在于:所述步骤4)中的激光线上是否有跳点的判断方式是，根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线多数为一直线轨迹，若出现偏离该直线轨迹的轨迹曲线则表明该激光线上有跳点。
4.如权利要求1所述的激光线光源的综合检测方法，其特征在于:所述步骤5)中的轨迹曲线是根据线阵CCD模块获取的激光线的位置及线宽信息所描绘出的轨迹曲线。
5.如权利要求1所述的激光线光源的综合检测方法，其特征在于:所述步骤5)计算出激光线的直线度值的过程是:取线激光的投射角的两个边与投射面的第一交点和第二交点，然后过激光线上的距离该第一交点和第二交点的连线最远的点C做垂直于该连线的垂线，得该垂线与该连线的交点D，则由线激光源的中心出光孔的中心点O与所述最远的点C、交点D组成的夹角Z COD即为所述直线度值，该Z C0D=arctg⑶/0D，其中⑶为线阵CXD模块测量的激光线的最大位置变化量，OD为测量距离。
6.一种实现权利要求1所述的激光线光源的综合检测方法的系统，其特征在于:包括一字激光模组、用以获取测量点的图像的面阵CCD模块、用以检测测量点的激光线的位置和线宽的线阵CCD模块、带动所述一字激光模组旋转的旋转平台和对所述面阵CCD模块的检测图像进行显示、对所述线阵CCD模块的数据进行处理的PC机，所述面阵CCD模块和线阵CXD模块均设置在所述测量点处。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于:所述旋转平台是电子经纬仪的竖轴系统。
全文摘要
本发明提供一种激光线光源的综合检测方法及实现该方法的系统，通过在测量点上同时放置面阵CCD模块和线阵CCD模块，以获取该测量点处的激光线的图像和激光线的位置和线宽信息，不但能够精确的检测激光线的宽度和直线度，而且有效避免人为误差和抽样检测无法真实反应激光线的情况的缺陷，提高了检测的精度，而且能够将检测结果以图像的形式直观的展现给人，易于人们接受和推广，而且方法操作简单，系统结构简单易于实现，成本低廉。
文档编号G01M11/02GK103162937SQ20111042274
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月16日 优先权日2011年12月16日
发明者孙建华, 袁科 申请人:西安华科光电有限公司