视觉激光校准平台系统的制作方法

1.本发明涉及光学测量技术领域，特别涉及一种视觉激光校准平台系统。


背景技术：

2.目前，传统的激光校准方法校准的精度有限，且校准的准确度不够，在校准过程中会存在由于时间的延迟造成的数据延迟，最终导致在进行激光校准时，同一时刻的校准轨迹与位移测量值发生偏差，此外，在进行激光校准过程中仍需要认为对过程进行监督，降低了校准的效率，如专利文件cn201611260402-一种基于路径时间的激光角度校准装置及校准方法在对激光的角度进行校准时，通过测量激光光束的偏转角度对激光光束进行校准，在此方法中仅通过偏转角度这一个内容进行校准，校准的对象较为单一，调节的参数不具有准确性，容易导致校准误差；在论文zhang c,zhang g.study on the test method of calibration device of laser calibration device[j].henan science and technology,2019中能够实现全自动激光校准，无需人工参与，通过研究激光校准过程中的示值误差提高校准的准确度，采用此方法虽然能够对误差进行校准，但是针对误差的种类较少，仅涉及水平线误差和垂直线示值误差，针对的误差种类少，因此当实际应用中设计其它种类的误差时，易出现校准的精度较低的情况。


技术实现要素：

[0003]
本发明提供一种视觉激光校准平台系统，用以解决校准精度不够且准确度较低，无法针对多种误差进行校准的情况。
[0004]
一种视觉激光校准平台系统，包括：
[0005]
激光信号采集模块：用于采集激光信号，并将所述激光信号进行解析获取激光光束的方向和角度信息；
[0006]
误差获取模块：用于将所述激光光束的方向和角度信息与预设的标准方向和角度信息进行比较，获取误差数据信息；
[0007]
校准模块：用于根据所述误差数据信息，构建误差校准模型，对所述激光光束进行自动校准，确定校准结果。
[0008]
作为本发明的一种实施例：所述激光信号采集模块包括：
[0009]
视频帧采集单元：用于采用工业相机采集环境中激光光束的视频帧信息；
[0010]
视频帧切割单元：用于将所述激光光束的视频帧信息进行分割，获取若干帧激光光束的图像信息；
[0011]
图像坐标获取单元：用于根据所述激光光束的图像信息获取激光光束点在图像坐标系下的坐标值；其中，所述激光光束点包括激光发射点、激光接收点；
[0012]
坐标系转换单元：用于将图像坐标系中激光光束点对应的坐标值进行坐标系转换，获取所述激光光束点在三维空间坐标系下的坐标值；
[0013]
角度值计算单元：用于根据所述三维空间坐标系中激光光束点的坐标进行角度换
算，获取所述激光发射的角度值信息；其中，所述角度值信息包括：俯角度值、仰角度值、偏摆角度值。
[0014]
作为本发明的一种实施例：所述误差获取模块包括：
[0015]
波长计算单元：用于根据所述激光光束的方向和角度信息，获取光束对应的激光波长；
[0016]
位移测量单元：用于根据所述光束对应的激光波长进行多普勒频移计算，获取所述激光光束的测量位移值；
[0017]
位移值转换单元：用于将所述测量位移值进行转换，获取所述激光光束的相位位移值；
[0018]
空气折射率计算单元：用于实时计算环境的空气折射率，并根据实时的空气折射率大小，结合所述激光光束的相位位移值计算激光光束的实时频差值；
[0019]
光波信号放大单元：用于根据所述激光光束的实时频差值，采用交流放大器对光波信号进行放大，获取放大后的光波信号值；
[0020]
信息比较单元：用于获取标准光波信号值，将所述标准光波信号值与放大后的光波信号值进行比较，获取误差数据信息。
[0021]
作为本发明的一种实施例：所述空气折射率计算单元包括：
[0022]
气压获取子单元：用于采用气压传感器获取环境的实时气压数据，并输出实时气压数据；
[0023]
温度采集子单元：用于采用温度传感器获取环境的实时温度数据，并输出实时温度数据；
[0024]
湿度采集子单元：用于采用湿度传感器获取环境的实时湿度数据，并输出实时湿度数据；
[0025]
气体浓度测量子单元：用于采用二氧化碳测量仪获取空气中实时二氧化碳的浓度值，并输出实时二氧化碳浓度值；
[0026]
折射率获取子单元：用于基于环境的气压数据、温度数据、湿度数据和空气中的二氧化碳浓度值，对实时的空气折射率进行计算，并输出计算结果。
[0027]
作为本发明的一种实施例：所述校准模块包括：
[0028]
设备自检单元：用于开启设备自检模式，获取设备自检的结果，当所述设备自检的结果显示正常工作状态时，输出一级反馈信号，当所述设备自检的结果显示非正常工作状态时，输出二级反馈信号；其中，所述设备自检的内容包括：设备线路连通性检测、激光发射器可用性检测、平行度检测；
[0029]
误差分类单元：用于接收一级反馈信号，并将所述误差数据信息按照预设的误差种类进行分类，并输出误差分类结果；其中，所述误差种类包括：波长误差、量化误差、非线性误差、波长补偿误差、温度补偿误差、余弦误差；
[0030]
误差定位单元：用于根据所述误差分类结果，对所述误差数据信息对应的目标位置进行定位，获取目标位置定位结果；
[0031]
定位验证单元：用于根据所述目标位置定位结果，对所述定位结果的准确度进行验证，获取准确度验证结果；其中，所述准确度验证结果包括：定位验证匹配、定位验证不匹配；
[0032]
模型构建单元：用于当所述准确度验证结果显示为定位验证匹配时，根据所述目标位置定位结果，获取目标位置校准权重，并根据所述权重构建误差校准模型；
[0033]
一级校准单元：用于根据所述误差校准模型，获取校准参数，并根据所述校准参数执行自动校准。
[0034]
作为本发明的一种实施例：所述激光信号采集模块还包括：
[0035]
激光质量检测单元：用于将所述采集到的激光信号进行质量检测，输出质量检测结果，并根据所述质量检测结果划分激光光束的质量等级；其中，所述激光光束的质量等级包括：一级光束等级、二级光束等级、三级光束等级；
[0036]
激光过滤单元：用于根据所述激光光束的质量等级进行对应的激光过滤，获取过滤激光，并对所述过滤激光进行解析，获取解析结果；
[0037]
激光过滤检测单元：用于根据所述激光过滤结果，对所述过滤激光的边缘散射度进行检测，并输出检测结果；其中，所述检测结果包括：可用激光光束、不可用激光光束；
[0038]
结果处理单元：用于当所述边缘散射度检测结果显示为不可用激光光束时，发射停止校准指令。
[0039]
作为本发明的一种实施例：所述激光过滤单元：用于根据所述激光光束的质量等级进行对应的激光过滤，获取过滤激光并输出激光过滤结果，执行的具体内容包括：
[0040]
当所述激光光束的质量等级为一级光束等级时，对所述激光光束进行解析，获取所述激光光束的方向和角度信息并输出解析结果；
[0041]
当所述激光光束的质量等级为二级光束等级时，对所述激光光束进行散射过滤，获取一级过滤激光，并将所述一级过滤激光进行解析，获取所述一级过滤激光的光束对应的方向和角度信息并输出解析结果；
[0042]
当所述激光光束的质量等级为三级光束等级时，对所述激光光束进行边缘过滤，获取边缘过滤结果，并根据所述边缘过滤结果进行散射过滤，获取二级过滤激光，将所述二级过滤激光进行解析，获取所述二级过滤激光的光束对应的方向和角度信息并输出解析结果。
[0043]
作为本发明的一种实施例：所述误差获取模块还包括：
[0044]
归一处理单元：用于将所述激光光束的方向和角度信息进行归一化处理，生成激光光束的运动信息；
[0045]
信号转换单元：用于将所述激光光束的运动信息转换为调频信号，获取所述激光光束的振动特性；
[0046]
激光模拟单元：用于根据所述激光光束的振动特性，获取模拟激光的干涉区间，并根据所述干涉区间获取模拟激光的载波频率；
[0047]
偏移频率获取单元：用于将所述模拟激光的载波频率与标准激光载波频率进行对比，获取偏移频率；
[0048]
数字解调单元：用于将所述偏移频率进行数字化解调，并输出解调信号。
[0049]
作为本发明的一种实施例：所述校准模块还包括：
[0050]
校准预测单元：用于获取历史误差数据信息和历史校准数据信息，并将所述历史误差数据信息和历史校准数据信息分别作为训练集的输入项和输出项，根据所述训练集的输入项和输出项构建校准预测模型，将当前激光光束的误差数据信息作为校准预测模型的
输入项，获取对应输出结果，并根据所述输出结果进行图形化显示，获取预测校准轨迹。
[0051]
轨迹记录单元：用于对实际校准的路径进行动态记录，生成实际校准轨迹；
[0052]
轨迹比较单元：用于将所述预测校准轨迹与所述实际校准轨迹进行重合度分析，并输出重合度分析结果；
[0053]
模型更新单元：用于根据所述重合度分析结果，对所述校准预测模型进行更新，并输出更新后的校准预测模型。
[0054]
作为本发明的一种实施例：所述校准模块还包括：
[0055]
信息存储单元：用于获取校准内容信息，并将所述校准内容信息存储至内容数据库中；其中，所述校准内容信息包括激光光束的方向和角度信息、误差数据信息、校准结果信息；
[0056]
信息监测单元：用于针对所述内容数据库中的数据进行监测，将所述内容数据库中的数据与对应的阈值范围进行比较，输出比较结果；
[0057]
异常信息报警单元：用于当所述比较结果显示内容数据库中的数据不处于对应的阈值范围时，判定所述数据为异常数据，并发射报警信号。
[0058]
所述本发明的有益效果如下：本发明通过获取激光发射点、激光接收点的三维空间坐标值和对应发射激光的俯角、仰角、偏摆角进行校准，增加校准对象的多样性，可以实现通过多个因素进行校准，提高激光校准的效率和可信度；其次，通过对获取的误差数据信息进行分类，其中，分类的内容包括：波长误差、量化误差、非线性误差、波长补偿误差、温度补偿误差、余弦误差，针对上述激光光束的误差数据进行精确的误差分类，针对特定的误差分类结果进行对应的校准模式切换，提高校准的精度和激光校准的适应广度。
[0059]
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0060]
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0061]
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0062]
图1为本发明实施例中一种视觉激光校准平台系统对应的结构示意图；
[0063]
图2为本发明实施例中一种视觉激光校准平台系统中激光信号采集模块对应的结构示意图；
[0064]
图3为本发明实施例中一种视觉激光校准平台系统中误差获取模块对应的结构示意图；
[0065]
图4为本发明实施例中一种视觉激光校准平台系统中校准模块对应的结构示意图；
具体实施方式
[0066]
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
[0067]
本发明针对激光校准过程中校准对象单一、调节参数不具有准确性，易导致校准误差的问题，通过获取激光发射点、激光接收点的三维空间坐标值和对应发射激光的俯角、仰角、偏摆角进行校准，增加校准对象的多样性，可以实现通过多个因素进行校准，提高激光校准的参考对象和可信度，且针对校准过程中仍需要人工对校准过程进行监督，易导致由于人为的疏忽导致激光校准失败，本发明中通过对激光校准的结果进行自动验证测试，并将验证测试的记录和结果发送至管理系统，整个校准测试过程均采用自动化程序，无需人工参与，从而提高校准的效率；其次，针对误差的适应性较低的问题，本发明通过对获取的误差数据信息进行分类，其中，分类的内容包括：波长误差、量化误差、非线性误差、波长补偿误差、温度补偿误差、余弦误差，针对上述激光光束的误差数据进行精确的误差分类，针对特定的误差分类结果进行对应的校准模式切换，从而提高校准的精度和激光校准的适应广度。
[0068]
实施例1：
[0069]
本发明实施例提供了一种视觉激光校准平台系统，包括：
[0070]
激光信号采集模块：用于采集激光信号，并将所述激光信号进行解析获取激光光束的方向和角度信息；
[0071]
误差获取模块：用于将所述激光光束的方向和角度信息与预设的标准方向和角度信息进行比较，获取误差数据信息；
[0072]
校准模块：用于根据所述误差数据信息，构建误差校准模型，对所述激光光束进行自动校准，确定校准结果；
[0073]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中通过设置升降装置采集激光的光束路径，仅通过将实际标点的位置信息与预设的标准标点的位置信息确定位置补偿参数进行校正，此方法由于仅通过针对激光光束的目标位置坐标信息，而未针对激光发射点的坐标位置，易导致在进行激光校准过程中缺少可信度，降低激光校准的准确性；本发明中，通过将采集的激光信号进行解析获取激光发射端和激光接收端的光束方向信息和角度信息，解决了现有技术中校准对象单一的问题；
[0074]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过对采集到的激光信号进行解析，最终获取激光光束的方向和角度信息，提高了激光校准前的有效信息获取，从而提高激光校准的准确性和结果的可信度，此外，通过根据误差数据信息，构建误差校准模型，有利于实现自动化校准，提高校准的速度和效率，且降低人工的错误率。
[0075]
实施例2：
[0076]
在本发明的一种实施例中：所述激光信号采集模块包括：
[0077]
视频帧采集单元：用于采用工业相机采集环境中激光光束的视频帧信息；
[0078]
视频帧切割单元：用于将所述激光光束的视频帧信息进行分割，获取若干帧激光光束的图像信息；
[0079]
图像坐标获取单元：用于根据所述激光光束的图像信息获取激光光束点在图像坐标系下的坐标值；其中，所述激光光束点包括激光发射点、激光接收点；
[0080]
坐标系转换单元：用于将图像坐标系中激光光束点对应的坐标值进行坐标系转换，获取所述激光光束点在三维空间坐标系下的坐标值；
[0081]
角度值计算单元：用于根据所述三维空间坐标系中激光光束点的坐标进行角度换
算，获取所述激光发射的角度值信息；其中，所述角度值信息包括：俯角度值、仰角度值、偏摆角度值；
[0082]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中通过监测激光出射装置的信息和激光光束的目标到达位置对激光光束信息进行采集，易导致当出射点或者目标到达位置由于外在因素发生偏移时，系统无法实时感知，仍针对错误的坐标信息进行校准，最终导致校准失败；本发明中通过采用工业相机实时获取激光光束的发射点和目标点的视频帧信息，通过图像处理技术，获取激光发射点和目标点对应图像坐标系下的坐标值，通过坐标系转换获取三维空间坐标系下对应的坐标值，通过此方法能够实时监测激光光束的发射点和到达点的运动信息，即使由于外在因素导致某一项出现位移时，系统均可以检测到最新的数据，解决了现有技术中由于采集了滞后的激光光束的坐标信息易导致的激光校准的失败；
[0083]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过采用工业相机获取环境中激光光束的视频帧数据，并通过视频分割技术获取激光光束的图像信息，有利于实时监测激光的实时状态数据信息，当激光光束的状态数据信息发生变化，系统可以实时感知，并针对最新的状态数据对进行对应的激光校准，此外，通过对获取的激光光束对应的发射点和到达点的坐标信息进行角度计算，获取不同的角度信息，有利于提高激光校准的效率和精度。
[0084]
实施例3：
[0085]
在本发明的一种实施例中：所述误差获取模块包括：
[0086]
波长计算单元：用于根据所述激光光束的方向和角度信息，获取光束对应的激光波长；
[0087]
位移测量单元：用于根据所述光束对应的激光波长进行多普勒频移计算，获取所述激光光束的测量位移值；
[0088]
位移值转换单元：用于将所述测量位移值进行转换，获取所述激光光束的相位位移值；
[0089]
空气折射率计算单元：用于实时计算环境的空气折射率，并根据实时的空气折射率大小，结合所述激光光束的相位位移值计算激光光束的实时频差值；
[0090]
光波信号放大单元：用于根据所述激光光束的实时频差值，采用交流放大器对光波信号进行放大，获取放大后的光波信号值；
[0091]
信息比较单元：用于获取标准光波信号值，将所述标准光波信号值与放大后的光波信号值进行比较，获取误差数据信息；
[0092]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中对校准的误差进行获取时，仅通过将预设的标准标点的位置信息与实际标点的坐标信息进行对比，获取位置补偿参数，并针对获取的位置补偿参数进行对应的激光校准，通过此方式执行激光校准步骤易导致由于位置补偿参数设置单一，且导致获得的误差数据信息精度较低，因此最终的激光校准结果准确度较低；本发明中通过获取激光光束对应的激光波长，通过多普勒频移计算，再结合实时空气折射率的大小获取激光光束的实时频差值，将光波信号值与标准的光波信号值进行对比，获取误差数据信息，解决了现有技术中，由于参数比较单一，导致校准的精度和准确度较低的问题；
[0093]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过针对激光波长进行多普勒频移计算有
利于提高参数测量的精度，提高测量的速度和范围，具有良好的重复性，此外，通过实时计算空气折射率，有利于根据实时的空气折射率状态获取不同状态下的频差值，有利于提高误差数据信息的精度，防止由于空气折射率出现较大的变化易导致校准的精度降低，通过对获取的实时频差值采用交流放大器进行放大，有利于提升校准的精度，因此提高误差数据信息的准确度。
[0094]
实施例4：
[0095]
在本发明的一种实施例中：所述空气折射率计算单元包括：
[0096]
气压获取子单元：用于采用气压传感器获取环境的实时气压数据，并输出实时气压数据；
[0097]
温度采集子单元：用于采用温度传感器获取环境的实时温度数据，并输出实时温度数据；
[0098]
湿度采集子单元：用于采用湿度传感器获取环境的实时湿度数据，并输出实时湿度数据；
[0099]
气体浓度测量子单元：用于采用二氧化碳测量仪获取空气中实时二氧化碳的浓度值，并输出实时二氧化碳浓度值；
[0100]
折射率获取子单元：用于基于环境的气压数据、温度数据、湿度数据和空气中的二氧化碳浓度值，对实时的空气折射率进行计算，并输出计算结果；
[0101]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及通过实时计算当前环境中的实时空气折射率对激光光束的实时频差值进行计算，易导致由于环境的突然变化导致空气的折射率出现突然变化，最终在激光校准中仅使用标准的空气折射率进行激光校准，导致激光校准的结果出现误差，降低激光校准的精度和准确度；本发明中通过内置的气压传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳测量仪分别获取环境中实时的气压、温度、湿度、二氧化碳浓度，从而获取实时的空气折射率，解决了现有技术中由于环境的变化导致空气的折射率出现突然变化从而导致激光校准的结果出现偏差的问题；
[0102]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过内置的气压传感器、温度传感器、湿度传感器、二氧化碳测量仪分别获取环境中实时的气压、温度、湿度、二氧化碳浓度，从而获取实时的空气折射率，有利于代入最新的空气折射率计算结果对校准的数据进行计算，有利于提升激光校准结果的精度和效率，防止由于实际中空气折射率的变化导致激光校准的准确率下降。
[0103]
实施例5：
[0104]
在本发明的一种实施例中：所述校准模块包括：
[0105]
设备自检单元：用于开启设备自检模式，获取设备自检的结果，当所述设备自检的结果显示正常工作状态时，输出一级反馈信号，当所述设备自检的结果显示非正常工作状态时，输出二级反馈信号；其中，所述设备自检的内容包括：设备线路连通性检测、激光发射器可用性检测、平行度检测；
[0106]
误差分类单元：用于接收一级反馈信号，并将所述误差数据信息按照预设的误差种类进行分类，并输出误差分类结果；其中，所述误差种类包括：波长误差、量化误差、非线性误差、波长补偿误差、温度补偿误差、余弦误差；
[0107]
误差定位单元：用于根据所述误差分类结果，对所述误差数据信息对应的目标位
置进行定位，获取目标位置定位结果；
[0108]
定位验证单元：用于根据所述目标位置定位结果，对所述定位结果的准确度进行验证，获取准确度验证结果；其中，所述准确度验证结果包括：定位验证匹配、定位验证不匹配；
[0109]
模型构建单元：用于当所述准确度验证结果显示为定位验证匹配时，根据所述目标位置定位结果，获取目标位置校准权重，并根据所述权重构建误差校准模型；
[0110]
一级校准单元：用于根据所述误差校准模型，获取校准参数，并根据所述校准参数执行自动校准；
[0111]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及在进行激光校准前对校准设备进行自检，因此易导致当设备线路的连通性问题、激光发射器不可用和平行度检测不满足校准要求时仍采用校准设备进行校准，最终导致校准的结果出现较大的偏差，此外，现有技术中为针对误差进行预分类，根据预分类结果进行定位验证，针对不同种类的误差采用相同的校准方式进行校准，降低校准结果的可信度和精度；本发明中通过在进行激光校准前对校准设备进行自检，针对设备线路连通性、激光发射器可用性和平行度进行检测，此外，通过对于激光校准过程中的误差进行预分类，并针对预分类结果进行定位和验证，并构建误差校准模型实现自动激光校准，解决了现有技术中针对不同的误差采用相同的校准方式进行校准，从而降低校准的可信度；
[0112]
在一个具体的实施例中，针对误差校准模型进行评估，
[0113]
步骤1：计算校准的误差数据：
[0114][0115]
其中，f
x
表示对应图像坐标系下的坐标值(a
x
,b
x
,c
x
)，将点f
x
进行坐标系转换，获取点f
x
在三维空间坐标下对应的坐标值(a
x
,b
x
,c
x
)，δdiff表示校准的误差数据，x＝1,2，
…
；
[0116]
上述公式的目的主要是为了计算在坐标系转换过程中产生的校准的误差数据，因为，在于误差校准模型进行评估时，需要获取误差的具体数据，然后根据具体误差数据对误差校准模型进行评估；
[0117]
步骤2：针对目标位置的误差数据进行评估：
[0118][0119]
其中，eva表示表示针对误差数据的评估结果，k表示目标位置的坐标个数；
[0120]
上述公式的主要目的是为了针对目标位置的误差数据采用均方根进行评估，通过此方式进行评估针对误差较为敏感，因此为了提高校准精度，选取均方根进行误差评估；
[0121]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过在进行校准前对设备进行自检，有利于防止当设备出现故障时，采用故障设备获取的错误数据执行自动校准，有利于提高激光校准结果的准确率和精度，此外，通过对误差的种类进行预分类，并针对误差预分类结果进行定位和验证，提高了误差分析的效率，防止异常信息的产生，提高激光校准的可信度。
[0122]
实施例6：
[0123]
在本发明的一种实施例中：所述激光信号采集模块还包括：
[0124]
激光质量检测单元：用于将所述采集到的激光信号进行质量检测，输出质量检测结果，并根据所述质量检测结果划分激光光束的质量等级；其中，所述激光光束的质量等级包括：一级光束等级、二级光束等级、三级光束等级；
[0125]
激光过滤单元：用于根据所述激光光束的质量等级进行对应的激光过滤，获取过滤激光，并对所述过滤激光进行解析，获取解析结果；
[0126]
激光过滤检测单元：用于根据所述激光过滤结果，对所述过滤激光的边缘散射度进行检测，并输出检测结果；其中，所述检测结果包括：可用激光光束、不可用激光光束；
[0127]
结果处理单元：用于当所述边缘散射度检测结果显示为不可用激光光束时，发射停止校准指令；
[0128]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及针对激光信号进行质量检测过程，因此，若在进行校准前激光发射器发射的激光光束不符合预设的检测标准时，会导致校准的精度受到影响，最终导致激光校准的效率下降；本发明中通过对采集到的激光信号进行质量检测，并根据质量检测的结果进行等级划分，根据等级划分的结果对激光光束选择不同的过滤方式，最终为了检测过滤的结果，针对过滤后的激光进行检测，若检测出的激光不符合校准标准时，发射停止校准指令，通过此方式对激光光束的质量进行加强，解决了现有技术中不符合使用标准的激光光束导致激光校准的效率下降；
[0129]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过对激光光束的质量进行初始化质量检测有助于在激光校准前判断激光光束的初始质量，当光束的初始发射质量较好时可进行校准，当反射质量不好时，可能会影响校准的效果，通过对不同等级的激光光束进行等级划分时，根据光束的等级选择不同的过滤方式，有利于对不同等级的光束进行不同的处理，有利于提高激光光束的校准精确度，当检测到的激光光束不符合使用标准时，发射停止校准指令，有利于系统自主判断当前激光光束的发射质量是否符合校准标准，有助于提高校准的质量和效率。
[0130]
实施例7：
[0131]
在本发明的一种实施例中：所述激光过滤单元：用于根据所述激光光束的质量等级进行对应的激光过滤，获取过滤激光并输出激光过滤结果，执行的具体内容包括：
[0132]
当所述激光光束的质量等级为一级光束等级时，对所述激光光束进行解析，获取所述激光光束的方向和角度信息并输出解析结果；
[0133]
当所述激光光束的质量等级为二级光束等级时，对所述激光光束进行散射过滤，获取一级过滤激光，并将所述一级过滤激光进行解析，获取所述一级过滤激光的光束对应的方向和角度信息并输出解析结果；
[0134]
当所述激光光束的质量等级为三级光束等级时，对所述激光光束进行边缘过滤，获取边缘过滤结果，并根据所述边缘过滤结果进行散射过滤，获取二级过滤激光，将所述二级过滤激光进行解析，获取所述二级过滤激光的光束对应的方向和角度信息并输出解析结果；
[0135]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及针对激光发射光束的质量进行等级划分和光束过滤，因此导致在进行激光校准的过程中易出现由于激光本质的问题导致最终校准的质量发生误差；本发明中通过对激光光束的质量进行等级划分，针对不同等级的激光光束选择对应的过滤方法，通过此方法可以解决现有技术中由于激光光束的
质量原因导致的激光校准结果出现误差；
[0136]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过对对应不同等级的激光光束选择不同的过滤方式有利于有针对性的提高激光光束的质量，因此可以提升激光校准的精度和效率。
[0137]
实施例8：
[0138]
在本发明的一种实施例中：所述误差获取模块还包括：
[0139]
归一处理单元：用于将所述激光光束的方向和角度信息进行归一化处理，生成激光光束的运动信息；
[0140]
信号转换单元：用于将所述激光光束的运动信息转换为调频信号，获取所述激光光束的振动特性；
[0141]
激光模拟单元：用于根据所述激光光束的振动特性，获取模拟激光的干涉区间，并根据所述干涉区间获取模拟激光的载波频率；
[0142]
偏移频率获取单元：用于将所述模拟激光的载波频率与标准激光载波频率进行对比，获取偏移频率；
[0143]
数字解调单元：用于将所述偏移频率进行数字化解调，并输出解调信号；
[0144]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中通过获取激光光束的运动信息，得到光束的振动特性直接使用数字化的解调方法调出调制信号，易导致调制出来的解调信号具有一定的模糊性，且包含一定的杂波噪声；本发明中通过将获取的激光光束的振动特性进行激光模拟，获取模拟激光的干涉区间和载波频率，再将模拟激光的载波频率与标准激光的载波频率进行对比，获得偏移频率，最后根据获得的偏移频率进行数字化解调获取的调制信号较为清晰，且不会收到噪声干扰；
[0145]
在一个具体的实施例中，已知模拟激光的干涉区间为[x1,x2],偏移频率为f
p
，
[0146]
步骤1：针对偏移频率进行数字化解调，获得的解调信号为：
[0147]
out＝αsin[2π(f
p
·
t+δf
s sin(2πfst))+μ]
[0148]
其中，out表示数字化解调信号，α表示模拟参数，fs表示模拟激光的载波频率，t表示时间变化值，μ表示延迟参数；
[0149]
上述公式的主要目的是为了在对偏移频率进行数字化解调时，通过最小二乘拟合方法进行标准调制，可获得较宽的频率范围且可减小时间延迟的影响；
[0150]
步骤2：根据数字化解调获得的解调信号，判断解调信号的灵敏度：
[0151][0152]
其中，k＝1,2,
…
,n，l为对应解调信号的灵敏度计算结果，vk表示偏移频率f
p
对应的速度，表示偏移平均速度，wk表示模拟激光的载波频率对应的速度，表示载波平均速度；
[0153]
上述公式的主要目的是为了根据偏移频率和载波频率对数字化解调信号的灵敏度进行计算，当解调信号对应的灵敏度结果较高时有助于激光校准的精度提高；
[0154]
步骤3：激光光束的非线性误差对应的计算公式为：
[0155]
[0156]
其中，表示非线性误差的计算结果，表示模拟激光的平均载波频率，l表示解调信号的灵敏度，vk表示偏移频率f
p
对应的速度，表示载波平均速率，表示偏移平均速度；
[0157]
上述公式的主要目的是为了根据解调信号的灵敏度计算，结合偏移频率对应的速度、偏移平均速度，模拟激光的载波频率的速度及平均速度计算校准的非线性误差值；
[0158]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过针对调制信号进行转换，有利于对激光信号进行采集和处理，通过将获取的激光光束的振动特性进行激光模拟，获取模拟激光的干涉区间和载波频率，再将模拟激光的载波频率与标准激光的载波频率进行对比，获得偏移频率，最后根据获得的偏移频率进行数字化解调获取的调制信号较为清晰，且不会收到噪声干扰，有利于提高调制信号的强度，最终提高激光校准的精度。
[0159]
实施例9：
[0160]
在本发明的一种实施例中：所述校准模块还包括：
[0161]
校准预测单元：用于获取历史误差数据信息和历史校准数据信息，并将所述历史误差数据信息和历史校准数据信息分别作为训练集的输入项和输出项，根据所述训练集的输入项和输出项构建校准预测模型，将当前激光光束的误差数据信息作为校准预测模型的输入项，获取对应输出结果，并根据所述输出结果进行图形化显示，获取预测校准轨迹。
[0162]
轨迹记录单元：用于对实际校准的路径进行动态记录，生成实际校准轨迹；
[0163]
轨迹比较单元：用于将所述预测校准轨迹与所述实际校准轨迹进行重合度分析，并输出重合度分析结果；
[0164]
模型更新单元：用于根据所述重合度分析结果，对所述校准预测模型进行更新，并输出更新后的校准预测模型；
[0165]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及针对校准过程进行校准预测，因此不利于总结不同校准过程的规律分析；本发明中通过将历史误差数据信息和历史校准数据信息分别作为训练集的输入项和输出向进行训练，构建校准预测模型，再将当前激光光束的误差数据信息输入模型中，输出的内容即为当前激光光束对应的预测校准信息，记录实际的校准过程，形成校准轨迹，将校准轨迹与预测校准轨迹进行对比，获得重合度分析结果，最终根据重合度的分析结果对校准预测模型进行更新，能够解决现有技术中无法针对校准过程进行规律分析的问题；
[0166]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过构建预测校准模型，有利于针对实际的校准过程进行规律分析，并通过对模型进行更新，提高预测的精度和准确度，有利于提升模型预测的可信度，能够实现校准轨迹的精确预测。
[0167]
实施例10：
[0168]
在本发明的一种实施例中：所述校准模块还包括：
[0169]
信息存储单元：用于获取校准内容信息，并将所述校准内容信息存储至内容数据库中；其中，所述校准内容信息包括激光光束的方向和角度信息、误差数据信息、校准结果信息；
[0170]
信息监测单元：用于针对所述内容数据库中的数据进行监测，将所述内容数据库中的数据与对应的阈值范围进行比较，输出比较结果；
[0171]
异常信息报警单元：用于当所述比较结果显示内容数据库中的数据不处于对应的
阈值范围时，判定所述数据为异常数据，并发射报警信号；
[0172]
上述技术方案的工作原理为：本发明的现有技术中未涉及激光光束的信息存储功能，且并未对存储的数据进行监测和报警功能，因此，在校准过程中当出现错误的数据时，系统并未发现仍进行校准，最终消耗资源且导致校准的精度不理想；本发明中通过采用内容数据库存储激光光束的方向和角度信息、误差数据信息、校准结果信息，并将上述信息与预设的阈值范围进行比较，当检测到的数据不符合预设的阈值要求时，发射报警信号，通过此方法能够解决现有技术中无法寻找错误数据的问题；
[0173]
上述技术方案的有益效果为：本发明中通过采用内容数据库存储与激光光束相关的数据信息，有利于对信息进行保存，不易丢失，且通过将内容数据库中的数据与对应的阈值范围进行比较，获取异常数据信息，并发射报警信号，有利于针对异常信息进行预提醒，节省系统的资源，且有利于保持数据的有效性，提升激光校准的精度。
[0174]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。