[发明专利]一种激光接收装置及激光光斑中心识别方法

说明书

技术领域

本发明属于自动定位技术领域，涉及一种用于激光定位的激光接收装置及激光光斑中心识别方法。

背景技术

自动定位技术在现代工农业生产中的应用越来越广泛，由于激光具备体积小、重量轻、速度快以及误差小等优点，在建筑行业用于水平和垂直校准中应用极为广泛，而在农业领域，其应用也得到了很多研究者的重视，如激光平地、激光育种、激光灭虫等，但激光技术在定位方面的研究才刚起步。激光三点动态定位系统中，激光接收装置精准的接收两个不同波长的激光信号并识别其激光光斑中心，是定位系统精确定位的基础，但目前用于激光投线仪和激光扫平仪的激光接收装置都是接收的静态单点激光信号，不适用于激光三点动态定位系统。

发明内容

本发明的目的是：为了克服现有技术的不足，本发明提供一种用于激光三点动态定位的激光接收装置及激光光斑中心识别方法，能接收与处理至少两个激光发射器发射的不同波长的激光信号并准确识别其光斑中心，为激光三点动态定位系统的定位解算提供技术支撑。

本发明的技术方案是：一种激光接收装置，包括：

用于检测至少两个激光发射器所发射的不同波长激光信号的激光接收靶标；

用于解算出激光信号相关着靶信息的激光光斑中心解算单元；

用于控制激光接收靶标初始复位并随入射激光信号运动以获得最佳的入射角的激光接收靶旋转控制机构；

用于与外界通信以获得激光接收靶标对应的转角，并将激光光斑中心位置传输到外设的通信单元；

所述的激光接收靶旋转控制机构包括旋转轴、旋转轴支架、支撑轴承、联轴器、电机、电机支板和零点位置检测单元，所述的旋转轴支架包括上支架和下支架，所述的支撑轴承包括上轴承和下轴承，所述的上轴承固定于上支架上，所述的下轴承固定于下支架上，旋转轴穿过上下轴承，所述的电机通过电机支板固定于下支架上并通过联轴器连接旋转轴以驱动旋转轴转动，所述的零点位置检测单元为接近开关，包括传感器和传感器监测体，所述的传感器固定于上支架上，所述的传感器监测体固定于旋转轴上，传感器的输出端连接激光光斑中心解算单元的输入端；

所述的激光接收靶标包括靶标本体和激光接收传感器组，所述的激光接收传感器组均匀分布固定于靶标本体上而形成激光接收传感器阵列，所述的靶标本体固定于旋转轴的端部；

所述的通信单元为有线或无线通信模块；

所述的激光光斑中心解算单元包括中央处理器，激光光斑中心解算单元分别通信连接通信单元和激光接收靶标旋转控制机构，激光光斑中心解算单元的输入端连接激光接收靶标的输出端。

所述的一种激光接收装置，所述的激光接收传感器组中包括至少两种用于接收不同波长的激光接收传感器类别，所述的不同波长的激光接收传感器间隔交替阵列排列。

所述的一种激光接收装置，所述的激光接收传感器阵列在水平和垂直方向上的长度相等，且不小于在定位范围内定位激光照射到靶标本体上所形成的激光光斑最大直径的一半。

所述的一种激光接收装置，所述的电机为步进电机。

所述的一种激光接收装置，还包括移位寄存器，所述的激光接收传感器组的输出端连接移位寄存器的输入端，移位寄存器的输出端连接激光光斑中心解算单元。

一种使用所述的激光接收装置进行激光光斑中心识别方法包括：

1)对被激光光斑照射的激光接收传感器阵列的状态信息进行多次循环采样，每次采样时令无激光信号的传感器状态为编码0，有激光信号的传感器状态编码为1，以获得激光接收传感器阵列的每一行激光信号状态数组；

2)对多次采样的每一行激光信号状态数组分别进行与操作，获得对应每一行的新数组；

3)将经过与操作的每一行新数组中状态编码进行加法运算并进行比较，取数值最大的一行为光斑对应中心行；

4)记录中心行的状态编码为1的传感器对应的宽度为核心光斑的直径，并选定处于直径中心位置的传感器位置为光斑中心。

本装置包括用于检测至少两个激光发射器所发射的不同波长激光信号的激光接收靶标和用于解算出激光信号相关着靶信息的激光光斑中心解算单元，以及用于控制激光接收靶标初始复位并随入射激光信号运动的激光接收靶旋转控制机构，由此调整激光入射角度，当多束激光入射时，可以获得最佳的入射角，以及用来与外界通信的通信单元，以获得激光接收靶标对应的转角，并将激光光斑中心位置传输到外设。