激光束调节平行系统及其调节方法

专利名称：激光束调节平行系统及其调节方法
技术领域：
本发明涉及仪器科学与技术的领域，尤其涉及到一种激光束调节平行系统及其调节方法。
背景技术：
平行激光光束在摄影测量领域有着广泛的应用。测量激光光束平行性主要是通过干涉方法来实现，被测光束被分成两束光，然后在一适当位置产生干涉，如果入射光束为平行光，则产生的干涉条纹为直条纹或无条纹，这种方法测量准确度较高，干涉仪价格昂贵， 干涉体积较大，使用不方便，震动对测量影响较大，可以测量的角度范围较小。专利号为ZL200510(^8736. 0的中国发明专利提出了一种测量激光光束平行性的装置，其构成是同轴地依次设有光阑、会聚透镜、半透半反镜、第一柱透镜、第一四象限探测器，在所述的半透半反镜的分光面相对称，所述第一四象限探测器和第二四象限探测器的信号输出端与计算机的输入端相连。该发明基于象散法聚焦误差探测来进行光束平行性的测量，并采用差动法消除由于入射光离轴造成的探测误差。该方法仍然过多依靠精密光学仪器，需要专业的光学技术人员，实验环境需要专业设备搭建，精度也有限。

发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高精度激光平行调节系统及其调节方法， 具有操作简单、成本低、调节精度高的特点。为解决上述技术问题，本发明提供一种高精度激光平行调节系统，至少包括第一激光探头、第二激光探头，其特征在于，包括承载平台，刻度板，第一摄像头，第二摄像头，计算机系统，
所述承载平台为刚性框架，所述第一激光探头、第二激光探头分别通过微调机构并列安装在所述框架上，所述微调机构用于使所述第一、第二激光探头分别在所述框架上的横向和纵向两个方向上微调移动；
所述刻度板安装在距离所述承载平台为L的空间，L为设定长度值；所述刻度板上设有坐标刻度区，所述坐标刻度区上至少包括第一激光点接收区、第二激光点接收区，所述第一、第二激光探头发出的第一、第二激光束分别落在所述第一、第二激光点接收区内，所述第一、第二激光点接收区分别设有四个物方坐标标定点，每个所述物方坐标标定点在所述刻度板上的坐标输入所述计算机系统；
所述第一、第二激光点接收区附近分别安装所述第一、第二摄像头，所述第一、第二摄像头分别实时采集所述第一、第二激光点接收区的图像；
所述第一、第二摄像头分别通过信号线连接所述计算机系统，所述计算机系统接收所述第一、第二摄像头传来的第一、第二激光点接收区图像，分别识别出所述第一、第二激光点接收区图像中的激光点和物方坐标标定点，并根据所述物方坐标标定点的坐标计算所述图像中的激光点的在所述刻度板上的坐标，计算并显示第一、第二激光点之间的距离。
进一步的，本发明的系统还包括第三激光探头和第三摄像头，所述第三激光探头与所述第一激光探头、第二激光探头并列，通过微调机构安装在所述框架上，所述坐标刻度区上还包括第三激光点接收区，第三激光点接收区接收第三激光探头发出的第三激光束， 第三激光点接收区同样设有四个物方坐标标定点，每个所述物方坐标标定点在所述刻度板上的坐标输入所述计算机系统；
所述第三激光点接收区附近分别安装所述第三摄像头，所述第三摄像头分别实时采集所述第三激光点接收区的图像；
所述第三摄像头通过信号线连接所述计算机系统，所述计算机系统接收所述第三摄像头传来的第三激光点接收区图像，识别出所述第三激光点接收区图像中的激光点和物方坐标标定点，并根据所述物方坐标标定点的坐标计算所述图像中的激光点的在所述刻度板上的坐标，计算并显示第一、第三激光点之间的距离。更佳的，所述计算机系统计算并显示第一、第二、第三激光点之间的面积。本发明所同时解决的另一技术问题是提供一种高精度激光平行调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤
步骤一、打开所述第一、第二激光探头，第一、第二摄像头以及计算机系统， 步骤二、所述第一、第二摄像头分别保持与所述第一、第二激光点接收区的角度，分别实时捕捉所述第一、第二激光点接收区的图像，分别发送到所述计算机系统，
步骤三、所述计算机系统接收所述第一、第二激光点接收区的图像，分别识别出所述第一、第二激光点接收区的激光点和所述物方坐标标定点，所述计算机系统分别计算出所述第一、第二激光点在所述刻度板上的坐标；所述计算机系统根据所述第一、第二激光点的坐标计算所述第一、第二激光点的距离并显示该距离值；
步骤四、不失一般性，以所述第一激光探头发出的激光束为参照激光，则，以所述第一激光点接收区内的激光点为轴心，在所述第一、第二激光束所在平面上缓慢摆动所述刻度板；
步骤五、观察所述计算机系统所显示所述第一、第二激光点的距离是否发生持续变化， 如果是，则继续摆动所述刻度板，当两个所述激光点的距离最短时停止摆动；如果否，则停止摆动；保持所述刻度板的角度不变
步骤六、改变所述刻度板与所述承载平台的空间距离为L'，观察所述计算机系统所显示所述第一、第二激光点的距离是否发生，如果L' < L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' >L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成汇聚发射，则通过微调机构横向远离调整非参照激光探头方向；返回步骤四；
如果L' >L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' <L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成发散发射，则通过微调机构横向靠近调整非参照激光探头方向；返回步骤四；
如果L' >L，或者，L' <L，两个所述激光点的距离均不变，则说明两条激光束平行，结束。更加优化的，本发明的调节方法还包括以下步骤 步骤七、打开所述第三激光探头，
步骤八、所述第三摄像头保持与所述第三激光点接收区的角度，实时捕捉所述第三激光点接收区的图像，发送到所述计算机系统，
步骤九、所述计算机系统接收所述第三激光点接收区的图像，识别出所述第三激光点接收区的激光点和所述物方坐标标定点，所述计算机系统计算出所述第三激光点在所述刻度板上的坐标；所述计算机系统根据所述第一、第三激光点的坐标计算所述第一、第三激光点的距离并显示该距离值；
步骤十、不失一般性，以所述第一激光探头发出的激光束为参照激光，则，以所述第一激光点接收区内的激光点为轴心，在所述第一、第三激光束所在平面上缓慢摆动所述刻度板；
步骤十一、观察所述计算机系统所显示所述第一、第三激光点的距离是否发生持续变化，如果是，则继续摆动所述刻度板，当两个所述激光点的距离最短时停止摆动；如果否，则停止摆动；保持所述刻度板的角度不变
步骤十二、改变所述刻度板与所述承载平台的空间距离为L'，L'为可变量，观察所述计算机系统所显示所述第一、第三激光点的距离是否发生，如果L' <L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' > L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成汇聚发射，则通过微调机构横向远离调整非参照激光探头方向；返回步骤十；
如果L' >L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' <L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成发散发射，则通过微调机构横向靠近调整非参照激光探头方向；返回步骤十；
如果L' >L，或者，L' <L，两个所述激光点的距离均不变，则说明两条激光束平行。重复所述步骤十二，重复次数1至3次。最佳的，本发明的调节方法还包括以下步骤
步骤十三、所述计算机系统根据所述第一、第二、第三激光点的坐标；计算并显示所述三个激光点的所形成的三角形面积；
步骤十四、观察所述三角形面积的值，如果面积的值等于零，则说明所述第一、第二、第三激光束已经共线；否则，通过微调机构缓慢纵向调节所述第二或者第三激光探头方向，直到显示的面积值等于零。本领域技术人员可以理解，上述第三激光探头、第三摄像头、第三激光点接收区、 第三激光点中所述的“第三”并非具体的特指意义的概念，而是泛指除“第一”、“第二”所限定的激光探头、摄像头、激光点接收区、激光点之外的其它任意的激光探头、摄像头、激光点接收区、激光点。也就是说，本发明能够使包括第一、第二、…、第N条激光探头的激光束实现平行和并线。本发明的有益效果本发明采用摄像头拍摄多个激光点，然后用图像处理来得到多个激光点之间的位置信息，从而可以将多个激光束调节平行及其映射的激光点调节共线，即激光束在同一个平面内保证平行；光束平行性的精确度可以达到0.05°，激光点线性率可达到99%，解决了目前依靠人眼辨别所达不到的精度；本方法采用的简单的工具，简单的原理组合，不需要操作人员任何专业技能，真正意义上的达到普及性；本方法采用实时图像处理，用摄像头代替人眼识别，既提高了识别精度，也提高了工作效率。


下面结合附图和具体实施方式
对本发明的技术方案作进一步具体说明。图1为激光平行性调节系统构成示意图。图2为刻度板示意图。图3为平行性判定原理图。图4为海伦公式数学原理图。图5为激光的垂线标定图。图6为激光的平行判断原理图。图7为刻度板上摄像区域局部放大图。图8为激光点与摄像头的位置布局图。图9为计算机系统显示界面的截屏图。
具体实施例方式基于实时图像分析的高精度激光平行调节系统采用的是摄像头识别激光点之间的距离差的测定方法。为了满足该方法应用的广泛性，可以用于任何距离，多个激光束的平行性调节，所以在该系统中不能只用一个拍摄工具对激光点进行图像捕获。系统中激光点落在刻度板上，刻度板上有标准的刻度值，每一个激光点都配备一个摄像头对其进行实时的图片拍摄，然后通过软件对获取的摄像头拍摄的图像进行处理，得到每两个激光点之间的距离值，改变L的大小，如果L为任意值得时候，激光点之间的距离不变，那么就可以判断这两个激光束已经平行，如果有差异，可以通过调节承载平台上激光器的方位，重复上述操作，从而达到激光束的平行。如图1所示的激光平行性调节系统，包括
承载平台101 在本具体实施例中，需要调节的激光器有4台，最远的两个激光器之间的距离为3500mm，所以该承载平台采用钢质材料做成的一个4000*60(^200mm的长方体框架，激光探头固定在上面，可以通过螺丝对其在横向X和纵向Y两个方向上做微调，调节精度可以达到0. 1_，可调节范围在50mm。该承载平台可以根据具体做要调节的激光线之间的距离而制作相适应的尺寸。刻度板102 设有四方格刻度区，刻度区上设有若干个与多个激光探头数量对应的激光点接收区，多个激光探头发出的激光束分别落在激光点接收区内，激光点接收区的四角设有物方坐标标定点，物方坐标标定点为坐标确定的且能被所述摄像头追踪的点状标志；刻度板安装在距离承载平台为L的空间，L为设定长度值；在本具体实施例中，刻度板采用型材材质，在一侧面标有刻度，最小刻度为10mm，刻度板最左端定为刻度起始值0点，刻度值依次按照X，Y坐标系增加，如图2所示。摄像头201、202、203、204 采用一般的普通摄像头，现有摄像头的分辨率对系统识别没有任何影响。计算机系统采用笔记本电脑301，一般配置即可。基于实时图像分析的高精度激光平行调节系统主要依靠摄像头拍摄和实时图像处理技术来实现对激光点位置信息的精确测量，平行性判定原理如图3。如果Li，L2是两条平行线，那么Ll与L2之间的距离在任何位置其距离Hn(η>1)都是一样的。如图所示，如果Ll Il L2，那么在Ll与L2之间A处得到LI和L2之间的距离H1，在任意远处B点得到Ll 和L2之间的距离H2，则有H1=H2。通过以上方式，可以分别将多个探头的激光线调节到互相平行。如图4所示，假设A，B, C分别为三个激光点，构成一个三角形，根据海伦公式三角形面积S2=P(P_a) (P-b) (P-c)，P=(a+b+c)/2，取ει，b, c中任意一边为底，调节第三个点， 使得三角形的面积S趋于0，则此时h趋于0，A，B，C三点共线。通过以上方式，可以分别将多个激光点调节到一条直线上。如图7所示，在刻度板上激光可以打到的每一个区域即激光点接收区贴上黑胶布，其目的是为了让光斑与底色有最大的灰度差值，在刻度板上安装摄像头，使得摄像头能够观察到整个黑色胶布区域。激光点接收区的四角设有4个黑色标志点，4个黑色标志点即物方坐标标定点。由摄影领域公知的知识，对于拍摄二维图像的相机，针对不同角度的拍摄，图片上的像素点(X，y)映射到物方坐标系中的点(χ物，y物)满足下面等式
χ 物=(ax*x + bx氺y + cx) / (c氺χ + d氺y +1) y 物=(ay*x + by氺y + cy) / (c*x + d氺y +1)
从上面的等式中，可以看出来存在8个未知量ax、bx、cx、c、d、ay、by、cy。因此必须通过四个基准点才能计算出这八个参数来，然后便可以通过标定出的这八个参数去求得任意像素点的物方坐标值。又因为摄像头拍的图片会随拍摄角度的不同，产生不同的像方到物方的映射关系。因此固定摄像头让它与被拍物体之间的角度保持不变。然后通过四个物方坐标标定点来计算在该角度下的成像关系。本发明的激光平行调节系统的调节方法，包括以下步骤
步骤一、打开激光探头、摄像头以及计算机系统，激光探头发出激光束分别落在激光点接收区，
步骤二、摄像头保持与其对应的激光点接收区的角度，实时捕捉激光点接收区的图像， 并分别发送到计算机系统，
步骤三、计算机系统选择其中的第一、第二两个激光点接收区的图像，分别识别出激光点接收区的激光点和物方坐标标定点，计算机系统计算两个激光点的物方坐标，激光点的物方坐标即该激光点在刻度板上的实际坐标；计算机系统根据激光点的物方坐标计算两个激光点的距离并显示该距离值；
步骤四、以第一激光点接收区内的激光点为参照点，以该参照点为轴心，在激光束所在平面内摆动所述刻度板，该参照点对应的激光束为参照激光束，发出该参照激光束的激光探头为参照激光探头；
步骤五、观察计算机系统所显示两个所述激光点的距离是否发生持续变化，如果是， 则继续摆动刻度板，当两个激光点的距离最短时停止摆动；如果否，则停止摆动；如图5所示，在两激光Laserl，Laser2距离d处放置刻度板，Laserl落在刻度板上的激光点为A，以 A点为转轴，转动刻度板，Laser2在刻度板上的映射激光点可以为B，C, D，由集合分析可知 IABMACMAD的大小反应了激光线之间的距离，如图5所示取最小值|AC|，如果在d为任意值位置处，|AC|不变。步骤六、改变刻度板与所述承载平台的空间距离为L' , L'为可变量，观察计算机系统所显示两个激光点的距离是否发生，如果L' < L，且两个激光点的距离变大，或者， L' > L，且两个激光点的距离变小，说明两束激光成汇聚发射，则通过微调机构横向远离调整非参照激光探头方向；返回步骤四；
如果L' >L，且两个激光点的距离变大，或者，L' <L，且两个激光点的距离变小， 说明两束激光成发散发射，则通过微调机构横向靠近调整非参照激光探头方向；返回步骤四；
如果L' >L，或者，L' <L，两个激光点的距离均不变，则说明两条激光束平行，如图6 所示，|AC|、|A' C' 、|A"C〃 三者相等，则可以判断两束激光平行。步骤七、所述计算机系统分别选择第三、第四…、第N激光点接收区的图像替代第二激光点接收区的图像，重复上述步骤三至步骤六，即实现第一、第二、第三、第四…、第N 激光的平行。步骤八、计算机系统选择第一、第二、第三三条已经平行的激光束的激光点接收区的图像，分别识别出第一、第二、第三激光点接收区的激光点和物方坐标标定点，计算机系统计算三个所述激光点的物方坐标；计算机系统根据所述激光点的物方坐标计算三个激光点的所形成的三角形面积，并显示该面积值；
步骤九、观察上述面积值，如果面积值等于零或者在观察精度上可以认为是零，则说明三条激光束已经共线，否则，以第一、第二激光点的连线为基准，通过微调机构纵向调节第三激光探头，直到显示的面积值等于零或者在观察精度上可以认为是零；
步骤十、以第四、…、第N激光点接收区的图像分别替代步骤八的第三激光点接收区的图像，重复步骤八至步骤九，就能够使第一、第二、…、第N条激光束实现并线。在上述步骤中，激光点识别是标定过程中最重要的技术，首先必须将摄像头拍摄的照片处理成灰度图片，因为主要是通过寻找图片中最亮的像素点来识别出激光点的位置。具体的识别方法如下
(1)首先得到一张图片的数据流，如果图片是YUY2或者1420格式，则将数据中表示每个像素亮度的字节全部抽取出来；如果图片是RGBM格式，则对RGB值进行加权平均就可以；这样便得到所要的灰度图片。(2)得到灰度图片的数据流以后，然后从数据中找到最大灰度值G的一些像素点。 取任意一个点作为种子，然后进行深度优先搜索找到周围灰度值在[G_8，G]内的连通点， 然后将这些点进行加权平均，得到平均后的点即为所求的最亮点，即激光点。在本具体实施例中，刻度板置于一个与激光器承载平台高度相近的平台上，平台采用下方带有轮子的木桌子，分别置于刻度板的左右两端，如图6中的A和C，当A端木桌子固定后，移动B端木桌子，利用软件系统的光斑距离计算功能，很容易得到木桌子固定后激光线的最短距离。四条激光线中，有一条是参考激光线，其它三条都以参考激光线为目标与其平行。 当lm、5m、10m处的最短距离误差不到Imm时，认为激光已经平行了。激光点位置的调整依靠操作人员调解固定在承载平台上激光器位置，微调采用螺丝的松紧来调解，精度可以达到 0. lm。结合图8、图9所示，所要调节的4个激光器的光点分别对应红、黄、蓝、绿四种不同颜色的摄像头所采集，计算机系统所接收摄像头颜色分别为红、黄、蓝三个摄像头的图像信息并给出分析结果。小的圆形黑胶布是贴在刻度板上的标定点，即前述的物方坐标标定点， 物方坐标标定点的坐标都经过精确标定的实际物方坐标。白色的小圆点为激光的光斑，软件对每张图片识别出这五个点，由于四个黑色标定点的坐标已知，根据摄影原理可以计算出白色圆点的实际物方坐标。计算机系统的显示界面的截图的最下方给出当前激光点之间的距离信息。其中
0. 36 表示中间点到两端点连线的距离值，单位为mm，即红色摄像头对应的激光点到蓝色和黄色摄像头对应的激光点连线的距离，该值越小，则说明这三个激光点共线性越好。最小后面跟着的三个值，是三个激光点两两之间的距离，再调节过程中，出现的
最小值。当前后面跟着的三个值，是三个激光点两两之间的距离，在调节过程中实时显示的值，
激光束的平行线可以采取每两个激光束调节的方式，在不同的距离d处，调节到激光点之间的最小值，然后改变d的大小，如果最小值没有变化，则说明激光线已经平行。按照此方式，依次调节多个激光线平行。激光点的共线，可以采取每三个激光点调节方式，取两端的激光线连线，中间的一个激光点无限的逼近，在操作平台上调节激光器Y方向上的螺丝，直到“0. 36”显示为“0. 1” 单位级别，就可以判断激光点共线了。按照此方式，依次调节多个激光点共线。本发明的激光束平行性调解方法，不需要任何特殊工具和特有技术人员，在常用工具和环境下，平均每15分钟可以将一个激光束调解平行，其精度可达到0. 05°
最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
权利要求
1.一种激光平行调节系统，至少包括第一激光探头、第二激光探头，其特征在于，包括承载平台，刻度板，第一摄像头，第二摄像头，计算机系统，所述承载平台为刚性框架，所述第一激光探头、第二激光探头分别通过微调机构并列安装在所述框架上，所述微调机构用于使所述第一、第二激光探头分别在所述框架上的横向和纵向两个方向上微调移动；所述刻度板安装在距离所述承载平台为L的空间，L为设定长度值；所述刻度板上设有坐标刻度区，所述坐标刻度区上至少包括第一激光点接收区、第二激光点接收区，所述第一、第二激光探头发出的第一、第二激光束分别落在所述第一、第二激光点接收区内，所述第一、第二激光点接收区分别设有四个物方坐标标定点，每个所述物方坐标标定点在所述刻度板上的坐标输入所述计算机系统；所述第一、第二激光点接收区附近分别安装所述第一、第二摄像头，所述第一、第二摄像头分别实时采集所述第一、第二激光点接收区的图像；所述第一、第二摄像头分别通过信号线连接所述计算机系统，所述计算机系统接收所述第一、第二摄像头传来的第一、第二激光点接收区图像，分别识别出所述第一、第二激光点接收区图像中的激光点和物方坐标标定点，并根据所述物方坐标标定点的坐标计算所述图像中的激光点的在所述刻度板上的坐标，计算并显示第一、第二激光点之间的距离。
2.根据权利要求1所述的激光平行调节系统，其特征在于，还包括第三激光探头和第三摄像头，所述第三激光探头与所述第一激光探头、第二激光探头并列，通过微调机构安装在所述框架上，所述坐标刻度区上还包括第三激光点接收区，第三激光点接收区接收第三激光探头发出的第三激光束，第三激光点接收区同样设有四个物方坐标标定点，每个所述物方坐标标定点在所述刻度板上的坐标输入所述计算机系统；所述第三激光点接收区附近分别安装所述第三摄像头，所述第三摄像头分别实时采集所述第三激光点接收区的图像；所述第三摄像头通过信号线连接所述计算机系统，所述计算机系统接收所述第三摄像头传来的第三激光点接收区图像，识别出所述第三激光点接收区图像中的激光点和物方坐标标定点，并根据所述物方坐标标定点的坐标计算所述图像中的激光点的在所述刻度板上的坐标，计算并显示第一、第三激光点之间的距离。
3.根据权利要求2所述的激光平行调节系统，其特征在于，所述计算机系统计算并显示第一、第二、第三激光点之间的面积。
4.一种权利要求1所述的激光平行调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤一、打开所述第一、第二激光探头，第一、第二摄像头以及计算机系统，步骤二、所述第一、第二摄像头分别保持与所述第一、第二激光点接收区的角度，分别实时捕捉所述第一、第二激光点接收区的图像，分别发送到所述计算机系统，步骤三、所述计算机系统接收所述第一、第二激光点接收区的图像，分别识别出所述第一、第二激光点接收区的激光点和所述物方坐标标定点，所述计算机系统分别计算出所述第一、第二激光点在所述刻度板上的坐标；所述计算机系统根据所述第一、第二激光点的坐标计算所述第一、第二激光点的距离并显示该距离值；步骤四、不失一般性，以所述第一激光探头发出的激光束为参照激光，则，以所述第一激光点接收区内的激光点为轴心，在所述第一、第二激光束所在平面上缓慢摆动所述刻度板；步骤五、观察所述计算机系统所显示所述第一、第二激光点的距离是否发生持续变化， 如果是，则继续摆动所述刻度板，当两个所述激光点的距离最短时停止摆动；如果否，则停止摆动；保持所述刻度板的角度不变步骤六、改变所述刻度板与所述承载平台的空间距离为L'，观察所述计算机系统所显示所述第一、第二激光点的距离是否发生，如果L' < L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' >L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成汇聚发射，则通过微调机构横向远离调整非参照激光探头方向；返回步骤四；如果L' >L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' <L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成发散发射，则通过微调机构横向靠近调整非参照激光探头方向；返回步骤四；如果L' >L，或者，L' <L，两个所述激光点的距离均不变，则说明两条激光束平行，结束。
5.根据权利要求4所述的激光平行调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤七、打开所述第三激光探头，步骤八、所述第三摄像头保持与所述第三激光点接收区的角度，实时捕捉所述第三激光点接收区的图像，发送到所述计算机系统，步骤九、所述计算机系统接收所述第三激光点接收区的图像，识别出所述第三激光点接收区的激光点和所述物方坐标标定点，所述计算机系统计算出所述第三激光点在所述刻度板上的坐标；所述计算机系统根据所述第一、第三激光点的坐标计算所述第一、第三激光点的距离并显示该距离值；步骤十、不失一般性，以所述第一激光探头发出的激光束为参照激光，则，以所述第一激光点接收区内的激光点为轴心，在所述第一、第三激光束所在平面上缓慢摆动所述刻度板；步骤十一、观察所述计算机系统所显示所述第一、第三激光点的距离是否发生持续变化，如果是，则继续摆动所述刻度板，当两个所述激光点的距离最短时停止摆动；如果否，则停止摆动；保持所述刻度板的角度不变步骤十二、改变所述刻度板与所述承载平台的空间距离为L'，L'为可变量，观察所述计算机系统所显示所述第一、第三激光点的距离是否发生，如果L' < L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' > L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成汇聚发射，则通过微调机构横向远离调整非参照激光探头方向；返回步骤十；如果L' >L，且两个所述激光点的距离变大，或者，L' <L，且两个所述激光点的距离变小，说明两束激光成发散发射，则通过微调机构横向靠近调整非参照激光探头方向；返回步骤十；如果L' >L，或者，L' <L，两个所述激光点的距离均不变，则说明两条激光束平行。
6.根据权利要求5所述的激光平行调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤 步骤十三、重复所述步骤十二，重复次数1至3次。
7.根据权利要求5或6所述的激光平行调节系统的调节方法，其特征在于，包括以下步骤步骤十四、所述计算机系统根据所述第一、第二、第三激光点的坐标；计算并显示所述三个激光点的所形成的三角形面积；步骤十五、观察所述三角形面积的值，如果面积的值等于零，则说明所述第一、第二、第三激光束已经共线；否则，通过微调机构缓慢纵向调节所述第二或者第三激光探头方向，直到显示的面积值等于零。
全文摘要
本发明涉及仪器科学与技术的领域的激光平行调节系统及其调节方法，该调节系统包括承载平台，刻度板，第一摄像头，第二摄像头，计算机系统，其调节方法利用摄像头拍摄激光点的位置图像，计算机系统图像识别，通过摄影测量原理计算出激光点的实际坐标并显示，操作人员通过观察计算机系统显示的参数，调整承载平台上激光探头的方向，从而可以精确的将多个激光束调节平行，以及激光束在同一个平面内的映射点达到共线。通过本方明，光束平行性的精确度可以达到0.05°，激光点线性率可达到99%，解决了目前依靠人眼辨别所达不到的精度；本方明结构简单，无需专业人员操作，有很广泛的实用性和通用性。
文档编号G01B11/26GK102313525SQ20111021106
公开日2012年1月11日 申请日期2011年7月26日 优先权日2011年7月26日
发明者张德津, 曹民, 曾星, 李清泉, 毛庆洲, 章丽萍, 韦仕仕 申请人:武汉武大卓越科技有限责任公司