【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光测振，特别是一种手持式激光测振仪及方法。
技术介绍
1、激光测振技术具有测试精度高、非接触测试的优点，适用于高速旋转、高频、高温环境下的振动测量场合，目前正在越来越多的被应用于航空、航天、汽车、船舶、高档数控机床、机器人等各个领域的高精度测振场合，在日常生活中，我们可以通过物体振动特性的测量和分析来了解机械或者机构的工作状态或者动特性，例如固有频率、阻尼等，从而为工业生产和设计服务。其在机械系统的故障诊断、减振降噪、结构动态响应预估、动态特性优化等各个环节也发挥着越来越大的作用。
2、受限于现有的单点激光多普勒测振仪的性能限制，在使用时需要有严格的环境要求，设备端不允许有振动，更不能直接使用手持测量。
3、针对上述缺点，本专利技术通过可见光ccd探测和计算当前环境振动变化量即图像位移，来抵消和矫正由红外测振光路探测获取的多路干涉信号中外部抖动的影响，提高待测物体振动信号的探测精度和系统的稳定性，排除外部抖动对系统探测精度的影响；通过红外pd阵列在红外光测振光路中形成多路干涉信号，经计算处理部分的实时对比，输出最强一路干涉信号作为优选数据，来克服和减少光强波动和外部抖动对激光测振仪性能及稳定性的影响；通过计算处理部分中的姿态感应模块测算激光测振仪的角速度，并与初始姿态角度对比计算得出控制信号，控制姿态稳定模块完成对应姿态调整，通过物理姿态的动态调节来抵消和减少外界抖动对探测精度的影响，提高系统的稳定性和探测精度。
技术实现思路
1、针对上述问
2、为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案是。
3、一种手持式激光测振仪，包括激光测振仪；所述激光测振仪包括激光测振模块和用于进行三轴姿态检测与矫正的姿态稳定模块；所述激光测振模块包括红外光测振光路、可见光成像光路和计算处理部分；所述红外光测振光路和可见光成像光路采用共轴设计；所述激光测振模块包括激光器、耦合器、分光器、平面镜、平凹镜、双折射透镜、波片、分光镜、胶合透镜和红外pd阵列；所述可见光成像光路包括可见光ccd；所述计算处理部分包括感应所述激光测振仪实时姿态的姿态感应模块。
4、优选的，所述激光器产生的红外光进入耦合器，经耦合器分束为测量光和参考光；所述测量光依次经平面镜、平凹镜、双折射透镜、波片、分光镜和胶合透镜后到达待测物体表面，经待测物体表面反射后的散射光依次经胶合透镜、分光镜、波片、双折射透镜后进入红外pd阵列；所述参考光经分光器后分束为多束参考光进入红外pd阵列，并与反射后的测量光在红外pd阵列中干涉，形成多路干涉信号；所述多路干涉信号进入计算处理部分进行数据解调，再对所述多路正交信号进行实时比较，选择最强一路干涉信号作为优选数据；所述散射光经胶合透镜、分光镜后进入可见光ccd进行待测物体的成像，计算不同时间帧数下的待测物体成像位置，并对该成像位置的区域进行定位，计算出当前环境振动变化量并输出至计算处理部分；所述优选数据经过所述当前环境振动变化量的数据拟合矫正，精确解调出待测物体的振动信息。
5、优选的，所述姿态稳定模块还包括用于手持的可拆卸握把。
6、优选的，所述姿态稳定模块包括控制xyz三个维度的3个姿态控制器。
7、优选的，所述姿态控制器包括姿态稳定器、驱动电机与控制器、松紧轮、轴承和传动机构。
8、优选的，所述驱动电机与控制器中的驱动电机采用减速电机。
9、优选的，所述传动机构采用软性的橡胶、皮质材质构成。
10、优选的，所述松紧轮用于调节轴承与驱动电机之间的传动力。
11、优选的，所述可见光ccd计算当前环境振动变化量的步骤如下：
12、步骤s1：采用三阶方向可控金字塔对微小环境振动进行多个方向的多尺度分解；
13、步骤s2：对每个像素在不同尺度和不同方向的相位进行带通滤波，去除高频信息，保留低频振动信息；
14、步骤s3：以三阶方向可控金字塔分解后的不同方向的幅度谱作为权重，三阶方向可控金字塔分解得到的相位谱进行加权，对步骤s2中的所述低频振动信息进行高斯平滑处理；
15、步骤s4：对经高斯平滑处理后的低频振动信号相位差进行放大，并叠加到原始的低频振动信号相位上；
16、步骤s5：对叠加后的低频振动信号进行基于三阶方向可控金字塔的逆向图像和视频重建；
17、步骤s6：对逆向图像和视频进行双三次图像插值放大，以提高像素分辨率；
18、步骤s7：筛选出具有尺度不变性的harris角点，使用最小平方和误差计算参考帧特征点与其余帧特征点的整像素位移u、v；
19、步骤s8：再通过局部计算，在整像素位移上搜索亚像素位移，获得参考帧与其余帧之间的精确位移。
20、优选的，所述多尺度分解的多个方向由所述计算处理部分中的姿态感应模块输出。
21、优选的，所述多个方向的角度分别为0°、45°、90°和135°。
22、优选的，所述局部计算的具体步骤如下：
23、步骤s1：设和分别为前后的两帧图像， u和 v表示在整像素位移基础上的亚像素位移，则：
24、
25、将两式相减，得到：
26、
27、步骤s2：令，，，经过相减处理后的图像可以表示为： au+ bv= c；
28、步骤s3：对于有m×n个像素点的子区，可以用最小二乘法求解亚像素位移 u和 v，得：
29、
30、。
31、优选的，所述姿态稳定模块的工作流程如下：
32、步骤s1：所述姿态感应模块测算所述激光测振仪的角速度，并计算出姿态角度；
33、步骤s2：将步骤s1中计算出的实时姿态角度与所述激光测振仪的初始姿态角度进行比较和计算，得出控制信号；
34、步骤s3：根据步骤s2中的控制信号，控制驱动电机与控制器完成对应转动，并带动传动机构完成对载物平台的轴承进行转动，进而完成所述激光测振仪的对应姿态调整；
35、步骤s4：循环上述控制步骤s1-s3，完成物理姿态稳定的动态调节。
36、一种手持式激光测振仪的解调方法，包括以下步骤：
37、步骤1：可见光图像获取：通过可见光ccd获取待测物体的实时图像；
38、本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种手持式激光测振仪，其特征在于：包括激光测振仪；所述激光测振仪包括激光测振模块和用于进行三轴姿态检测与矫正的姿态稳定模块；所述激光测振模块包括红外光测振光路、可见光成像光路和计算处理部分；所述红外光测振光路和可见光成像光路采用共轴设计；所述激光测振模块包括激光器、耦合器、分光器、平面镜、平凹镜、双折射透镜、波片、分光镜、胶合透镜和红外PD阵列；所述可见光成像光路包括可见光CCD；所述计算处理部分包括感应所述激光测振仪实时姿态的姿态感应模块；
2.如权利要求1所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态稳定模块还包括用于手持的可拆卸握把。
3.如权利要求2所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态稳定模块包括控制XYZ三个维度的3个姿态控制器。
4.如权利要求3所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态控制器包括姿态稳定器、驱动电机与控制器、松紧轮、轴承和传动机构。
5.如权利要求4所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述驱动电机与控制器中的驱动电机采用减速电机；所述传动机构采用软性的橡胶、皮质材质构成；所述
6.如权利要求1所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述可见光CCD计算当前环境振动变化量的步骤如下：
7.如权利要求6所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述多尺度分解的多个方向由所述计算处理部分中的姿态感应模块输出；所述多个方向的角度分别为0°、45°、90°和135°。
8.如权利要求6所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述局部计算的具体步骤如下：
9.如权利要求7所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态稳定模块的工作流程如下：
10.如权利要求1-10任一权利要求所述的一种手持式激光测振仪的解调方法，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种手持式激光测振仪，其特征在于：包括激光测振仪；所述激光测振仪包括激光测振模块和用于进行三轴姿态检测与矫正的姿态稳定模块；所述激光测振模块包括红外光测振光路、可见光成像光路和计算处理部分；所述红外光测振光路和可见光成像光路采用共轴设计；所述激光测振模块包括激光器、耦合器、分光器、平面镜、平凹镜、双折射透镜、波片、分光镜、胶合透镜和红外pd阵列；所述可见光成像光路包括可见光ccd；所述计算处理部分包括感应所述激光测振仪实时姿态的姿态感应模块；
2.如权利要求1所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态稳定模块还包括用于手持的可拆卸握把。
3.如权利要求2所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态稳定模块包括控制xyz三个维度的3个姿态控制器。
4.如权利要求3所述的一种手持式激光测振仪，其特征在于：所述姿态控制器包括姿态稳定器、驱动电机与控制器、松紧轮、轴承和传...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆海俊，王育生，甄胜来，俞本立，
申请(专利权)人：安徽至博光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。