本发明专利技术提供用于使用激光干涉测量来测量移动物体的系统及方法。所提供系统包含激光干涉测量系统，其包括：激光发射器，其经配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第一分束相交，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。与所述第三光束直径平行。与所述第三光束直径平行。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光干涉测量系统及方法
[0001]相关申请案的交叉参考
[0002]本申请案主张2019年9月20日申请的第62/903,310号美国临时申请案的权益，所述美国临时申请案的全部内容以引用方式并入本文中。
[0003]本公开涉及使用激光干涉测量来测量移动物体的方法，且更特定来说，涉及使用激光干涉测量来获得移动物体的可靠且准确测量的方法。
技术介绍
[0004]激光干涉测量可用于测量移动物体的速度或长度。激光干涉测量使用会聚于移动物体的表面处以形成相交区域的两个激光束。移动物体在相交区域(或景深)内反射光。此反射光由光检测器检测到且可使用多普勒(Doppler)效应确定移动物体的速度及/或长度。准确测量可依赖以下性质中的一或多者：物体颜色、物体纹理、呈现角、物体反射率或吸收性质、激光表面测速仪与物体之间的激光路径的洁净度、物体组成等。
[0005]激光表面测速仪是使用激光束(即，来自移动物体的表面的反射光)的多普勒频移测量移动物体的速度的仪器。特定来说，激光表面测速仪使两个准直、单色及相干激光束交叉于待测量的移动物体处。传输光学器件引导光束在界定距离处相交，其中两个光束干涉且产生一组条纹。随着移动物体通过条纹，其反射光，光接着由接收光学器件收集且聚焦于光电检测器上。
技术实现思路
[0006]提供使用激光干涉测量来测量移动物体的激光干涉测量系统及方法。本文中提供的系统及方法可测量移动物体的各种特性，例如其速度。为了获得更准确测量，本文中提供的系统及方法可包含比上述常规激光干涉测量系统及方法的有效测量区域更大的有效测量区域。明确来说，更大有效测量区域可通过旋转椭圆激光束剖面的定向、通过延长椭圆剖面的一或多个轴及/或通过使用更小会聚角来实现。
[0007]上文描述的使用激光干涉测量的常规方法在捕获具有小横截面积的移动物体的准确测量时特别不足。因为此类物体具有很小反射区域来产生良好测量(例如具有圆形横截面积的物体的顶冠)，因此激光的精确位置对实现准确测量来说至关重要。因此，通常难以接收从移动物体反射回的足够光来获得准确测量。特定来说，具有小横截面积的物体、快速改变位置(在除速度方向之外的方向上)的物体及由于制造工艺的性质而无法引导的物体通常难以使用常规激光干涉测量进行准确测量。
[0008]本文中公开准确测量此类物体(例如具有小横截面积、快速改变位置及由于制造工艺的性质而无法引导的物体)的方法。明确来说，本文中提供的方法包括：(1)旋转激光以增大有效测量区域；(2)沿着一或多个轴扩大激光束；及(3)最小化会聚角以获得更长景深。这些特征中的每一者将在下文详细描述。
[0009]在一些实施例中，提供一种激光干涉测量系统，所述系统包括：激光发射器，其经配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第二分束相交，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。
[0010]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述第四光束直径相等。
[0011]在所述系统的一些实施例中，所述第一分束与所述第二分束以小于60度角相交。
[0012]在所述系统的一些实施例中，所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径，所述第五光束直径大于所述第六光束直径，且所述第五光束直径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱面透镜来增大。
[0013]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径是所述第二光束直径的至少三倍，且所述第三光束直径是所述第四光束直径的至少三倍。
[0014]在所述系统的一些实施例中，所述系统包括处理器、存储器及存储于所述存储器上的指令，所述指令经配置以致使所述系统计算物体移动通过相交区域的速度。
[0015]在所述系统的一些实施例中，所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所述第三光束直径的方向上。
[0016]在所述系统的一些实施例中，所述物体包括绳索、电线、棒材或一张平纸或塑料。
[0017]在一些实施例中，提供一种激光干涉测量系统，所述系统包括：激光发射器，其经配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第二分束相交，其中所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径，所述第五光束直径大于所述第六光束直径，且所述第五光束直径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱面透镜来增大。
[0018]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。
[0019]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述第四光束直径相等。
[0020]在所述系统的一些实施例中，所述第一分束与所述第二分束以小于60度角相交。
[0021]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径是第二光束直径的至少三倍，且所述第三光束直径是所述第四光束直径的至少三倍。
[0022]在所述系统的一些实施例中，所述系统包括处理器、存储器及存储于所述存储器上的指令，所述指令经配置以致使所述系统计算物体移动通过相交区域的速度。
[0023]在所述系统的一些实施例中，所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所述第三光束直径的方向上。
[0024]在所述系统的一些实施例中，所述物体包括绳索、电线、棒材或一张平纸或塑料。
[0025]在一些实施例中，提供一种激光干涉测量系统，所述系统包括：激光发射器，其经
配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第二分束相交，其中所述第一分束与所述第二分束以小于60度角相交。
[0026]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述第四光束直径相等。
[0027]在所述系统的一些实施例中，所述第一分束与所述第二分束以小于20度角相交。
[0028]在所述系统的一些实施例中，所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。
[0029]在所述系统的一些实施例中，所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径，所述第五光束直本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种激光干涉测量系统，其包括：激光发射器，其经配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第二分束相交，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。2.根据权利要求1所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述第四光束直径相等。3.根据权利要求1到2中任一权利要求所述的系统，其中所述第一分束与所述第二分束以小于60度角相交。4.根据权利要求1到3中任一权利要求所述的系统，其中所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径，所述第五光束直径大于所述第六光束直径，且所述第五光束直径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱面透镜来增大。5.根据权利要求1到4中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径是第二光束直径的至少三倍，且所述第三光束直径是所述第四光束直径的至少三倍。6.根据权利要求1到5中任一权利要求所述的系统，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上的指令，所述指令经配置以致使所述系统计算物体移动通过相交区域的速度。7.根据权利要求6所述的系统，其中所述计算速度在正交于所述第一光束直径及所述第三光束直径的方向上。8.根据权利要求6所述的系统，其中所述物体包括绳索、电线、棒材或一张平纸或塑料。9.一种激光干涉测量系统，其包括：激光发射器，其经配置以发射激光束；分束器，其经配置以将所述发射激光束分成引导向偏转器的第一分束及第二分束，其中所述第一分束包括第一光束直径及第二光束直径，所述第一光束直径大于所述第二光束直径，且所述第二分束包括第三光束直径及第四光束直径，所述第三分束直径大于所述第四光束直径；及偏转器，其经配置以使所述第一分束偏转以与所述第二分束相交，其中所述发射激光束包括第五光束直径及第六光束直径，所述第五光束直径大于所述第六光束直径，且所述第五光束直径或所述第六光束直径中的至少一者通过传递所述发射激光束通过柱面透镜来增大。10.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径平行。11.根据权利要求9到10中任一权利要求所述的系统，其中所述第一光束直径与所述第三光束直径相等且所述第二光束直径与所述第四光束直径相等。1...
【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：NDC技术公司，
类型：发明
国别省市：
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