一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，用于测量大功率脉冲激光设备的激光头(1)与光斑(2)之间的距离，所述的系统包括相对位置固定不变的镜头(4)、感光片(5)和影像处理器(6)，所述的镜头(4)与感光片(5)之间的距离固定不变，使用时，所述的激光头(1)与镜头(4)之间的距离不变，激光束在物体表面形成光斑，激光束反射至镜头(4)到达感光片(5)，所述的影像处理器(6)读取光斑(2)在感光片(5)上的成像中心点，利用几何关系计算激光头(1)与光斑(2)之间的距离。与现有技术相比，本发明专利技术适用于不同光源激光设备测距，稳定性强，易维护，易集成，极大的提高了工作效率。

A dynamic ranging system and method in high power pulsed laser environment

【技术实现步骤摘要】
一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统及方法
本专利技术涉及一种测距系统，尤其是涉及一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统及方法。
技术介绍
激光具有高亮度、高方向性、高单色性以及高相干性四大特点。激光设备运用时，为获得极高的能量密度，需要将光束聚焦于物体表面进行作业。目前在激光的运用方面已经成功的实现了切割、打孔、焊接和表面改性等处理，激光处理和传统方式相比具有高速度、高精度、高适应性的特点。大功率脉冲激光设备(通常情况下大功率脉冲激光是指峰值功率在105瓦以上，且平均功率在200瓦以上的脉冲激光)在对物体进行清洗、焊接、切割等情况下，需要测量光斑至激光头的距离，从而调整焦距进行作业。由于大功率的激光光斑的存在，严重干扰传统的光学测距设备，光斑至激光头的距离测量很难直接用测距设备测量。现在常用的方法是通过预扫描的方式，在大功率脉冲激光设备不工作的情况下进行测量，将测量好的距离信息进行存储，在后面需要的时候进行调用。这种方法虽然解决了大功率脉冲激光设备的测距问题，但由于需要预测量，影响了设备运用的灵活性，降低了工作效率。要改善激光设备运用的灵活性，大幅度提高工作效率，降低生产成本，需要一种新型的测距手段来实现实时的距离测量，从根本上拓宽大功率脉冲激光设备的运用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统及方法。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，用于测量大功率脉冲激光设备的激光头与光斑之间的距离，所述的系统包括相对位置固定不变的镜头、感光片和影像处理器，所述的镜头与感光片之间的距离固定不变，使用时，所述的激光头与镜头之间的距离不变，激光束在物体表面形成光斑，激光束反射至镜头到达感光片，所述的影像处理器读取光斑在感光片上的成像中心点，利用几何关系计算激光头与光斑之间的距离。所述的镜头前方设有滤波片。所述的滤波片为带通滤波片。所述的滤波片、镜头、感光片和影像处理器集成在一个设备中。所述的影像处理器包括摄像头。一种使用所述的测距系统进行测距的方法，利用下式计算距离：H＝L*h/l其中，H为激光头与光斑之间的垂直距离，L为激光头与镜头中心点之间的水平距离，h为光斑的成像中心点的高度，镜头中心点高度为0，l为镜头中心点与感光片之间的水平距离。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)适用于不同光源激光设备测距，稳定性强，易维护，易集成，极大的提高了工作效率。(2)镜头前方设有滤波片，过滤后的激光纯度好，利于图像识别，提高测距准确度。(3)滤波片、镜头、感光片和影像处理器集成在一个设备中，结构紧凑，稳定性好。附图说明图1为本实施例的动态测距系统结构示意图；图2为本实施例测距方法原理示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。实施例如图1所示，一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，用于测量大功率脉冲激光设备的激光头1与光斑2之间的距离，系统包括相对位置固定不变的镜头4、感光片5和影像处理器6，镜头4与感光片5之间的距离固定不变，使用时，激光头1与镜头4之间的距离不变，激光束在物体表面形成光斑，激光束反射至镜头4到达感光片5，影像处理器6读取光斑2在感光片5上的成像中心点，利用几何关系计算激光头1与光斑2之间的距离。镜头4前方设有滤波片3，滤波片3为带通滤波片，带通范围根据激光设备来选定，此次选定为1064nm带通滤波片，过滤掉非1064nm光。滤波片3、镜头4、感光片5和影像处理器6集成在一个设备中。影像处理器6包括摄像头。如图2所示，一种使用测距系统进行测距的方法，利用下式计算距离：H＝L*h/l其中，H为激光头1与光斑2之间的垂直距离，L为激光头1与镜头4中心点之间的水平距离，h为光斑2的成像中心点的高度，镜头4中心点高度为0，l为镜头4中心点与感光片5之间的水平距离。当光斑距离改变ΔH时，光斑2的成像中心点的高度相应的改变Δh，此时H+ΔH＝L*(h+Δh)/l，实现动态测距。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，用于测量大功率脉冲激光设备的激光头(1)与光斑(2)之间的距离，其特征在于，所述的系统包括相对位置固定不变的镜头(4)、感光片(5)和影像处理器(6)，所述的镜头(4)与感光片(5)之间的距离固定不变，/n使用时，所述的激光头(1)与镜头(4)之间的距离不变，激光束在物体表面形成光斑，激光束反射至镜头(4)到达感光片(5)，所述的影像处理器(6)读取光斑(2)在感光片(5)上的成像中心点，利用几何关系计算激光头(1)与光斑(2)之间的距离。/n

【技术特征摘要】
1.一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，用于测量大功率脉冲激光设备的激光头(1)与光斑(2)之间的距离，其特征在于，所述的系统包括相对位置固定不变的镜头(4)、感光片(5)和影像处理器(6)，所述的镜头(4)与感光片(5)之间的距离固定不变，
使用时，所述的激光头(1)与镜头(4)之间的距离不变，激光束在物体表面形成光斑，激光束反射至镜头(4)到达感光片(5)，所述的影像处理器(6)读取光斑(2)在感光片(5)上的成像中心点，利用几何关系计算激光头(1)与光斑(2)之间的距离。


2.根据权利要求1所述的一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统，其特征在于，所述的镜头(4)前方设有滤波片(3)。


3.根据权利要求2所述的一种大功率脉冲激光环境下的动态测距系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠斌，唐广，杨俊强，江期助，
申请(专利权)人：上海铁路通信有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31