一种激光测量方法、装置以及系统与流程

本发明涉及测量技术领域，具体而言，涉及一种激光测量方法、装置以及系统。

背景技术：

使用双激光对射方式进行产品厚度的非接触式测量，已是一种日渐常用的应用。该方法有测量精度高、测量效率快，不会损伤产品表面等优势。

现有的激光对射测厚方法，多采用一对点激光测头，进行踩点式的测量，或配合XY平台运动进行线扫描方式的测量，这种监测方式中，测量区域小，测量准确度差。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种激光测量方法、装置以及系统，能够增加测量面，提升测量准确度。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光测量方法，该测量方法应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置；该方法包括：

针对两个所述线线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；

根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中：所述针对两个所述线线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据具体包括：

移动XYZ三维运动平台的Z轴，使得标准块进入两个所述线线激光位移传感器的中心位置；所述标准块放置于所述XYZ三维运动平台上；

获取所述标准块在中心位置的激光测量数据；

根据所述激光测量数据、标准块的实际厚度数据以及两个所述线线激光位移传感器的实际距离，计算所述线性度补偿数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中：

还包括：对所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据进行过滤处理，滤除异常厚度数据；

根据过滤处理后的实际厚度数据，获取最大厚度、最小厚度，并计算平均厚度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中：

还包括：对所述线激光位移传感器进行点检；

所述对所述线激光位移传感器进行点检，具体包括：

对标准块的厚度进行测量，获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度；

获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度，并根据所述标准块的实际厚度，计算测量误差；

判断测量误差是否在预设范围内，如果是，则点检通过；如果否，则对线激光位移传感器进行位置调整。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中：所述对线激光位移传感器进行位置调整具体包括：

在对标准块的厚度进行测量时，获取两个所述线激光位移传感器的对标准块的测量信息；

根据所述测量信息计算所述线激光位移传感器的偏差值；

根据所述偏差值调整所述线激光位移传感器。

第二方面，本发明实施例还提供一种激光测量装置，该测量装置应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置；该装置包括：

线性度补偿数据获取单元，用于针对两个所述线线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

测量信息获取单元，用于每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；

实际厚度数据计算单元，用于根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第一种可能的实施方式，其中：所述线性度补偿数据获取单元具体包括：

运动平台控制模块，用于移动XYZ三维运动平台的Z轴，使得标准块进入两个所述线线激光位移传感器的中心位置；所述标准块放置于所述XYZ三维运动平台上；

激光测量数据获取模块，用于获取所述标准块在中心位置的激光测量数据；

线性度补偿数据计算模块，用于根据所述激光测量数据、标准块的实际厚度数据以及两个所述线线激光位移传感器的实际距离，计算所述线性度补偿数据。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第二种可能的实施方式，其中：还包括：输出数据计算单元，用于对所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据进行过滤处理，滤除异常厚度数据；

所述输出数据计算单元还用于根据过滤处理后的实际厚度数据，获取最大厚度、最小厚度，并计算平均厚度。

结合第二方面，本发明实施例提供了第二方面的第三种可能的实施方式，其中，还包括：点检单元；

所述点检单元具体包括：

标准块测量模块，用于对标准块的厚度进行测量，获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度；

测量误差计算模块，用于获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度，并根据所述标准块的实际厚度，计算测量误差；

点检判断模块，判断测量误差是否在预设范围内，如果是，则点检通过；如果否，则对线激光位移传感器进行位置调整。

第三方面，本发明实施例还提供一种激光测量系统，包括：XYZ三维运动平台，以及如上述第二方面任意一项所述的激光测量装置；

所述激光测量装置还连接有两个相对设置的线激光位移传感器。

本发明实施例所提供的激光测量方法、装置以及系统，应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置。其先针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；之后再每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。这个过程中，采用了两个线激光位移传感器，且测量时针对较大的区域获取一组测量信息，提高测量准确度。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本发明实施例所提供的一种激光测量方法的流程图；

图2示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据的具体方法的流程图；

图3示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，对线激光位移传感器进行点检的具体方法的流程图；

图4示出了本发明实施例所提供的激光测量方法中，对线激光位移传感器进行调整的具体方法的流程图；

图5示出了本发明实施例所提供的一种激光测量装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的激光测量装置中，线性度补偿数据获取单元的具体结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的另一种激光测量装置的结构示意图；

图8示出了本发明实施例所提供的激光测量装置中，点检单元的具体结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有的激光对射测厚方法，多采用一对线激光测头，进行踩点式的测量，或配合XY平台运动进行线扫描方式的测量，这种监测方式中，测量区域小，且测量效率较低。基于此，本申请提供的一种激光测量方法、装置以及系统，可以提高测量的速度，提升测量效率。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种激光测量方法进行详细介绍。该测量方法应用于包括两个线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置，且所发出的激光光线应当是相互平行且在同一条直线上的。

参见图1所示，本发明实施例所提供的激光测量方法具体包括：

S101：针对两个所述线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据。

在具体实现的时候，对待测量产品的尺寸进行检验的过程为：将待检验待测量产品放置在XYZ三维运动平台上。在XYZ三维运动平台附近，定点安装有一对线线激光位移传感器，并且这两个线线激光位移传感器所发出的激光，均平行于XYZ三维运动平台的表面，且激光之间相互平行，并在同一条直线上。XYZ三维运动平台在移动的时候，线激光位移传感器所发出的激光与放置在其上的待测量产品相触。在这个过程中，两个线线激光位移传感器能够获得相应的测量数据。假设两个线激光位移传感器所获取的测量数据分别是A和B，而两个线激光位移传感器之间的距离是C，那么待测量产品的厚度X就应当满足：X＝C-A-B。

在对待测量产品进行检验之前，需要进行线激光位移传感器进行测量上的校正。在校正的时候，针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据。

参见图2所示，本发明实施例还提供一种针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据的方法，包括：

S201：移动XYZ三维运动平台的Z轴，使得标准块进入两个所述线线激光位移传感器的中心位置；所述标准块放置于所述XYZ三维运动平台上；

S202：获取所述标准块在中心位置的激光测量数据；

S203：根据所述激光测量数据以及所述线激光位移传感器测量量程，计算所述线性度补偿数据。

在具体实现的时候，一般是将XYZ三维运动平台移动到一个预设的位置。在移动的过程中，通常是单轴移动，即单独的移动XYZ三维运动平台Z轴，另外两个轴则均位于初始位置。对XYZ三维运动平台的移动，能够使得XYZ三维运动平台上放置的标准块进入所述线激光位移传感器测量量程的中心位置，并通过线激光位移传感器获取此时标准块在该测量量程的中心位置的激光测量数据。而由于标准块的实际位置是已知的，即位于线激光位移传感器测量量程的中心位置，因此，每一个激光测量数据与线激光距离传感器之间距离一半的差值，再与线激光距离传感器之间距离一半的比值，即为该线激光位移传感器的线性度补偿数据。

具体地，两个线激光位移传感器的距离为2A；其中一个线激光位移传感器对标准块的激光测量数据为A′；

所述该线激光位移传感器所对应的线性度补偿数据X满足：

另外一个线激光位移传感器所对应的线性度补偿数据与之类似，在此不再赘述。

S102：控制每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；

在具体实现的时候，在待测量产品上，一般设置有用于识别该待测量产品的标志码。开始进行待测量产品的厚度测量的时候，XYZ三维运动平台上的气缸加紧待测量产品，运行至条码枪位置进行读码操作。该过程是为了能够使得后续的测量信息与具体的待测量产品对应起来。

之后，线激光位移传感器会每隔预设时间被激活一次。在线激光位移传感器被激活之后，会发射出激光。在这个过程中，XYZ三维运动平台一直在以匀速进行直线运动，且运动的方向垂直于线激光位移传感器所发出的激光。这使得线激光位移传感器能够每隔预设的距离就获取一次对待测量产品的测量信息，从而对待测量产品完成固定间隔的轮廓信号采集，即待测量产品的测量信息。

S103：根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。

在具体实现的时候，由于同一个待测量物品，由于其轮廓的改变以及在生产过程中所存在的误差，可能会导致线激光位移传感器所测量到的数据是不一样的，因此两个线激光位移传感器在获取测量信息的时候，是分别获取的一组测量信息，最终能够根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品的在不同位置的实际厚度数据。

具体地，本发明实施例所提供的激光测量方法，还包括：

S104：对所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据进行过滤处理，滤除异常厚度数据；

根据过滤处理后的实际厚度数据，获取最大厚度、最小厚度，并计算平均厚度。

在具体实现的时候，将与其他实际厚度数据差异值过大的数据作为异常厚度数据进行过滤。实际厚度数据的最大厚度、最小厚度以及平均厚度均为最终需要输出的值。

另外，当测量过一次之后，若再次测量相同的待测量产品，只需在XYZ三维移动平台上更换新的待测量产品，重复上述S102-S104即可，不需要再重复执行上述S101。

本发明实施例所提供的激光测量方法，该测量方法应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置。其先针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；之后再每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。这个过程中，采用了两个线激光位移传感器，且测量时针对较大的区域获取一组测量信息，且提高测量的准确度。

另外，本发明实施例所提供的激光测量方法中，还包括：对所述线激光位移传感器进行点检。

具体地，参见图3所示，本发明实施例所提供的对线激光位移传感器进行点检的方法包括：

S301：对标准块的厚度进行测量，获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度；

S302：获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度，并根据所述标准块的实际厚度，计算测量误差；

S303：判断测量误差是否在预设范围内，如果是，则点检通过；如果否，则对线激光位移传感器进行位置调整。

在具体实现的时候，点检是需要频繁进行的，例如在每日激光测量装置使用前进行。将标准块放置在XYZ三维运动平台上，使用气缸夹持，并采用测量待测量产品的方法(图1所对应的实施例)，对标准块的厚度进行测量，获取标准件在测量过程中所获取的最大厚度、最小厚度以及平均厚度；由于标准件的实际厚度已知，因此能够使用上述最大厚度、最小厚度以及平均厚度，计算与实际厚度之间的测量误差。如果误差在预设范围内，则点检通过，如果误差超于预设范围，则点检失败。则需要对线激光位移传感器进行。

参见图4所示，本发明实施例还提供一种对线激光位移传感器进行调整的方法，包括：

S401：在对标准块的厚度进行测量时，获取两个所述线激光位移传感器的对标准块的测量信息；

具体的测量过程参见S102和S103，在此不再赘述；

S402：根据所述测量信息计算所述线激光位移传感器的偏差值；

S403：根据所述偏差值调整所述线激光位移传感器。

在具体实现的时候，线激光位移传感器如果出现了偏差，那么所获得的测量信息也会出现偏差。那么就意味着线激光位移传感器的安装位置松动，因此需要先微调线激光位移传感器的安装并锁紧。在计算偏差值的时候，要先设置标准块的测量起点、中心高度，并获取两个线激光位移传感器对称打在标准块上时的坐标，根据获得的坐标，标准块的测量起点以及中心高度，计算线激光位传感器的偏差值，最终根据该偏差值，调整线激光位移传感器。

另外，在测量过程中，还包括：根据所述线激光位移传感器的位移采样数据，对待测量产品进行实时轮廓显示。

本发明又一实施例还提供一种激光测量装置，参见图5所示，本发明实施例所提供的激光测量装置应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置；该装置包括：

线性度补偿数据获取单元，用于针对两个所述线线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；

测量信息获取单元，用于每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；

实际厚度数据计算单元，用于根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。

本实施例中，线性度补偿数据获取单元、测量信息获取单元、实际厚度数据计算单元的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。

本发明实施例所提供的激光测量装置，应用于包括两个线线激光位移传感器的激光测量系统中，两个所述线激光位移传感器的测头相对设置。其先针对线激光位移传感器进行线性度补偿，获取线性度补偿数据；之后再每隔预设时间，触发两个所述线激光位移传感器，并获取两个所述线激光位移传感器的对待测量产品的测量信息；根据所述测量信息以及所述线性度补偿数据，计算所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据。这个过程中，采用了两个线激光位移传感器，且测量时针对较大的区域获取一组测量信息，提高测量的准确度。

参见图6所示，本发明实施例提供的一种激光测量装置中，所述线性度补偿数据获取单元具体包括：

运动平台控制模块，用于移动XYZ三维运动平台的Z轴，使得标准块进入两个所述线线激光位移传感器的中心位置；所述标准块放置于所述XYZ三维运动平台上；

激光测量数据获取模块，用于获取所述标准块在中心位置的激光测量数据；

线性度补偿数据计算模块，用于根据所述激光测量数据、标准块的实际厚度数据以及两个所述线线激光位移传感器的实际距离，计算所述线性度补偿数据。

本实施例中，运动平台控制模块、激光测量数据获取模块、线性度补偿数据计算模块的具体功能和交互方式，可参见图2对应的实施例的记载，在此不再赘述。

参见图7所示，本放实施例还提供另一种激光测量装置，还包括：输出数据计算单元，用于对所述待测量产品在不同位置的实际厚度数据进行过滤处理，滤除异常厚度数据；

所述输出数据计算单元还用于根据过滤处理后的实际厚度数据，获取最大厚度、最小厚度，并计算平均厚度。

本实施例中，输出数据计算单元的具体功能和交互方式，可参见图1对应的实施例的记载，在此不再赘述。

参见图8所示，本发明实施例提供的一种激光测量装置中，还包括：点检单元；

所述点检单元具体包括：

标准块测量模块，用于对标准块的厚度进行测量，获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度；

测量误差计算模块，用于获取标准块的最大厚度、最小厚度以及平均厚度，并根据所述标准块的实际厚度，计算测量误差；

点检判断模块，判断测量误差是否在预设范围内，如果是，则点检通过；如果否，则对线激光位移传感器进行位置调整。

本实施例中，标准块测量模块、测量误差计算模块、点检判断模块的具体功能和交互方式，可参见图3对应的实施例的记载，在此不再赘述。

本发明还提供一种激光测量系统，包括：XYZ三维运动平台，以及如上述实施例中所述的激光测量装置；

所述激光测量装置还连接有两个相对设置的线激光位移传感器。

本发明实施例所提供的激光测量方法、装置以及系统的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统和装置的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。