专利名称：一种实现自动光束聚焦的方法
技术领域：
本发明涉及一种光束聚焦方法，具体地说是一种让照射到硅光电池上的光 束在电机的控制下自动聚焦到硅光电池中心孔的自动光束聚焦的方法。
背景技术：
目前在控制检测领域中，有些场合用到激光器和硅光电池等配合其它设备 对被测对象进行检测，检测方法通常是通过对聚焦后的光斑进行记录处理，然 后改变外部条件使光束移动后再次聚焦并记录处理光斑位置，通过对比两次光 束移动的角度和外部的测试条件，来实现对被测对象进行检测。而这就往往涉 及到检测过程中如何对光束聚焦，即实现光束准确的聚集通过硅光电池的中 心。
该方法可以用于建筑材料(钢管，钢筋等)受力弯曲度的检测，炮管受力 倾斜对射击准确度影响的检测等。在实现光束聚焦的问题上，目前多采用的方 式还是手动调节实现光束聚集到固定的某一个位置，手动调节虽然也能实现， 但是如果光源距离接收器比较远的情况下就很难短时间内将光束聚焦，并且手 动调试的精度也不够准确，不能确保光束是否完全调节到所要达到的位置。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种调节精度高，巧妙实用的实现自动光束聚焦 的方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的，工作过程如下事先在硅光电池 上设定四个象限，光束照射到硅光电池上产生模拟电压，该电压经过放大后作 为A/D的输入信号，单片机控制A/D芯片的片选和通道，并产生A/D所需要的 时序信号；另外，单片机把每个通道所采集的数据传送给CPLD，信号保存在
CPLD的寄存器中，通过读取单片机传来的数据，根据定义好的坐标系可以判断 出光束照射在硅光电池的哪个象限，控制两个电机向上下左右四个方向运动， 将光束调节到硅光电池的中心。
所述的两个电机的移动方法为当确定当前光束所在的象限后，通过控制 CPLD来选择电机向预设的方向直线运动，直到运行到两个象限的交界处，也就 是坐标轴上，这时采样的电压会显示在两个象限都有电压值，判断出是X轴还 是Y轴，以及是正半轴还是负半轴(若光束是在第一象限、第二象限、第三象 限或第四象限内，电机先将光束调节到两个象限的交界处，也就X轴的正、负 半轴上，或Y轴的正、负半轴上)，之后控制电机来沿着坐标轴将光束调节到 硅光电池的中心即可。
模块中采用的是串行A/D。
本发明的实现自动光束聚焦的方法与现有技术相比，具有以下特点-
1、 在光源距离接收器比较远的情况下，能在很短时间内完成光束聚焦工作。
2、 比手动调试的精度明显准确，能确保光束完全调节到所要达到的位置， 提高了调节精度，縮短了聚焦时间。
3、 工人操作简单，工序不复杂，提高了工人的工作效率，降低了操作人 员的劳动强度。
附图1为光束实现聚焦流程框附图2为数据采集模块工作流程框附图3为控制光束运动流程图。
具体实施例方式
实施例1:
为了检测炮弹射击时炮管的晃动对射击准确度的影响，可以在炮管里固定 放置好一个带圆孔的硅光电池，激光器发出的光束照射到硅光电池上后，产生
模拟电压，该电压经过放大后作为A/D的输入信号，模块采用的是串行A/D， 单片机控制A/D芯片的片选和通道，并产生A/D所需要的时序信号；单片机把 每个通道所采集的数据传送给CPLD，信号保存在CPLD的寄存器中，通过读取 单片机传来的数据，根据定义好的坐标系可以判断出光束照射在硅光电池的哪 个象限，当确定当前光束所在的象限后(假设该光束照射在硅光电池上的第一 象限内)，通过控制CPLD来选择电机向下直线运动，直到运行到两个象限的交 界处，也就X轴的正半轴上，这时采样的电压会显示在第一象限和第二象限都 有电压值，之后控制电机来沿着X轴的正半轴将光束调节到硅光电池的中心。
然后让光束通过硅光电池的圆心打在后面的带刻度的耙上并记录光斑的 位置，然后用已知大小的力施加到炮管上，让炮管倾斜，重复上述办法，再让 光束自动聚集通过硅光电池圆心打在靶上，再次记录光斑的位置，根据施力的 大小和施力后光斑移动的角度以及炮管离靶的距离和炮离射击目标的距离，就 可以计算出所施力对炮弹射击准确度的影响。
实施例2:
为了检测管材的直线度，将硅光电池置于管材的内部某位置，激光器发出 的光束照射到硅光电池上后，产生模拟电压，该电压经过放大后作为A/D的输 入信号，模块采用的是串行A/D，单片机控制A/D芯片的片选和通道，并产生 A/D所需要的时序信号；单片机把每个通道所采集的数据传送给CPLD，信号保 存在CPLD的寄存器中，通过读取单片机传来的数据，根据定义好的坐标系可 以判断出光束照射在硅光电池的哪个象限，当确定当前光束所在的象限后(假 设该光束照射在硅光电池上的第四象限内)，通过控制CPLD来选择电机向左直 线运动，直到运行到两个象限的交界处，也就Y轴的负半轴上，这时采样的电 压会显示在第三象限和第四象限都有电压值，之后控制电机来沿着Y轴的负半 轴将光束调节到硅光电池的中心。
然后光束通过光电池的中心落在后面带坐标的靶牌上，用相机拍照并用图 像处理方法找到此时的光斑中心位置坐标，然后移动置于管材内部的硅光电池 到另外一个位置，同样按照上述步骤让光束聚焦后通过光电池的中心并拍照处 理，多次这样的测试后，如果每次所处理后的光斑中心的坐标都一样，则说明 此管材的直线度很好，如果不直，则穿过光电池中心的光斑的中心坐标会发生 变化，这样就可以检测出被检测对象的直线度是好还是不好。 实施例3:
为了检测轴形零件的直线度，将硅光电池置于轴形零件的某位置，激光器 发出的光束照射到硅光电池上后，产生模拟电压，该电压经过放大后作为A/D 的输入信号，模块采用的是串行A/D，单片机控制A/D芯片的片选和通道，并 产生A/D所需要的时序信号；单片机把每个通道所采集的数据传送给CPLD，信 号保存在CPLD的寄存器中，通过读取单片机传来的数据，根据定义好的坐标 系可以判断出光束照射在硅光电池的哪个象限，当确定当前光束所在的象限后 (假设该光束照射在硅光电池上的第二象限内)，通过控制CPLD来选择电机向 下直线运动，直到运行到两个象限的交界处，也就X轴的负半轴上，这时采样 的电压会显示在第二象限和第三象限都有电压值，之后控制电机来沿着X轴的 负半轴将光束调节到硅光电池的中心。
然后光束通过光电池的中心落在后面带坐标的靶牌上，用相机拍照并用图 像处理方法找到此时的光斑中心位置坐标，然后移动置于轴形零件内部的硅光 电池到另外一个位置，同样按照上述步骤让光束聚焦后通过光电池的中心并拍 照处理，多次这样的测试后，如果每次所处理后的光斑中心的坐标都一样，则 说明此轴形零件的直线度很好，如果不直，则穿过光电池中心的光斑的中心坐 标会发生变化，这样就可以检测出被检测对象的直线度是好还是不好。
权利要求
1.一种实现自动光束聚焦的方法，其特征在于工作过程如下事先在硅光电池上设定四个象限，光束照射到硅光电池上产生模拟电压，该电压经过放大后作为A/D的输入信号，单片机控制A/D芯片的片选和通道，并产生A/D所需要的时序信号；另外，单片机把每个通道所采集的数据传送给CPLD，信号保存在CPLD的寄存器中，通过读取单片机传来的数据，根据定义好的坐标系可以判断出光束照射在硅光电池的哪个象限，控制两个电机向上下左右四个方向运动，将光束调节到硅光电池的中心。
2、 根据权利要求1所述的实现自动光束聚焦的方法，其特征在于两个电 机的移动方法为当确定当前光束所在的象限后，通过控制CPLD来选择电机 向预设的方向直线运动，直到运行到两个象限的交界处，也就是坐标轴上，这 时采样的电压会显示在两个象限都有电压值，判断出是X轴还是Y轴，以及是 正半轴还是负半轴，之后控制电机来沿着坐标轴将光束调节到硅光电池的中 心。
3、 根据权利要求l所述的实现自动光束聚焦的方法，其特征在于模块中 采用的是串行A/D。
全文摘要
本发明公开了一种实现自动光束聚焦的方法，属于光束聚焦领域，工作过程如下事先在硅光电池上设定四个象限，光束照射到硅光电池上产生模拟电压，该电压经过放大后作为A/D的输入信号，单片机控制A/D芯片的片选和通道，并产生A/D所需要的时序信号；另外，单片机把每个通道所采集的数据传送给CPLD，信号保存在CPLD的寄存器中，通过读取单片机传来的数据，根据定义好的坐标系可以判断出光束照射在硅光电池的哪个象限，控制两个电机向上下左右四个方向运动，将光束调节到硅光电池的中心。本发明的实现自动光束聚焦的方法与现有技术相比，具有调节精度高，巧妙实用的特点，在比较远的情况下能在很短时间内将光束聚焦。
文档编号G01B11/27GK101369159SQ20081014000
公开日2009年2月18日 申请日期2008年9月12日 优先权日2008年9月12日
发明者强 刘, 梁智豪 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司