[发明专利]双测距模块复合快速高精度激光三维测量方法

摘要

本发明公开了双测距模块复合快速高精度激光三维测量方法。目前现有激光三维扫描测量技术无法兼顾测量精度和测量速度。本发明将压缩感知技术、相位法激光测距技术和FMCW激光测距技术结合，首先对全视野目标实现快速三维测量，然后利用FMCW激光测距技术对被测目标关键特征实现高精度测量，并结合快速控制反射镜的高精度角度信息，得到被测目标的高精度三维测量结果，达到兼顾测量效率和测量精度的目的。本发明实现了对目标的快速三维测量，并且相位法激光测距技术和FMCW激光测距技术共用激光接收系统，大大降低了系统的复杂性。

主权项

1.双测距模块复合快速高精度激光三维测量装置，包括正弦波发生器、半导体激光器、扩束器、第一反射镜、数字微镜阵列、激光发射系统、第一分光棱镜、激光准直系统、激光接收系统、第二分光棱镜、第一光电探测器、混频器和数据采集系统，其特征在于：还包括快速控制反射镜、第一偏振分光棱镜、第二反射镜、第一半波片、第二偏振分光棱镜、第二半波片、可调谐激光器、三角波发生器、第三反射镜、FP标准具、凸透镜和第二光电探测器；所述的正弦波发生器产生正弦信号，控制半导体激光器产生光强度成正弦变化的激光；激光经过扩束器扩束后，被第一反射镜反射至数字微镜阵列；由数字微镜阵列调制后的激光经第一分光棱镜反射后，被激光发射系统投射至被测目标；被测目标反射后的回波信号被激光接收系统接收，激光接收系统接收的回波信号经第二分光棱镜后被第一光电探测器探测；混频器将第一光电探测器接收到的信号与正弦波发生器产生的正弦信号混频后传给信号采集系统进行采集；所述的三角波发生器控制可调谐激光器发射光频线性调制的窄线宽激光，窄线宽激光依次经过第二半波片和第二偏振分光棱镜后分为A、B两路；所述的A路激光经过第三反射镜反射后进入FP标准具发生干涉，从FP标准具出射的干涉信号被凸透镜聚焦后被第二光电探测器探测；所述的B路激光经过第一半波片调整偏振方向后由第一偏振分光棱镜分为C、D两路；所述C路激光的出射方向由快速控制反射镜控制，快速控制反射镜的反射光经过激光准直系统，并透过第一分光棱镜，然后被激光发射系统投射至被测目标；所述的D路激光被第二反射镜反射至第二分光棱镜；C路激光被目标反射的回波信号由接收系统接收，在第二分光棱镜处与D路激光合为一路，由第一光电探测器进行探测；数据采集系统对第一光电探测器和第二光电探测器探测的信号进行同步采集。/n