线激光的相关知识
点激光、线激光和面激光
点激光技术每次只能探测一个单独的点
按照工作原理可分为两类:一类是基于时间差法的工作方式(称为"时间差法位移传感器"),另一类则是基于反射式的三角形结构设计(称为"反射式三角形位移传感器")。在时间差法中,设备通过发射光脉冲并接收回传光脉冲来计算两者的时间差值;而在反射式设计中,则利用探头与目标物之间的几何关系进行定位计算。后一种方法具有更高的精确度和灵敏度。
应用例子: 去除痤疮疤痕的美容仪器
线激光则是一次能够一次性检测一条线上所有点的参数值
在原理上与激光三角反射式位移传感器相似,在工作方式上也采用了三角反射原理。感光板作为一个矩阵结构,在此基础之上可以通过发射一条激光束,在其路径上形成一个光栅信号,并从而能够同时测定线上各点的位移或距离
应用例子:扫地机的测距
基于上述分析可知一种新型的非接触式测高技术——面激光,在一次操作中能够测量所有点位。当移动线式激光传感器同步采集测高数据和位移信息时,则可构建完整的三维信息。进而完成对平面区域形状的一次性精确测定工作——这正是所谓的面激光技术。
线激光的介绍
线激光器(也称固态线激光器),其工作原理基于光的扫描技术:通过线激光器对待测物表面进行扫描操作。随后使用相机捕捉该过程中的形变投影(生成二维图像)。这种技术在多个应用场景中具有重要价值,并广泛应用于测量、成像、制造和建筑等多个领域。


线激光通过鲍威尔棱镜进行操作,输出具有均匀分布的直线;成像区域呈现梯形结构。如图所示。

主流的障碍规避方案主要包含以下几大类别
线激光的测距原理
激光雷达的主要测距方法主要包括三角测距与TOF(Time of flight)两大核心技术。其中线激光器是基于三角测距的工作原理设计的,在实际应用中可实现8至12米的最大测量距离。

如图所示原理图中展示的是基于三角测距的激光雷达系统工作原理图。系统主要由激光发射器模块、CMOS相机捕捉装置以及相应的信号处理电路组成。具体工作流程如下:使用Laser模块发射激光脉冲,在遇到目标物体表面后反射并经由相机捕捉光线形成图像,在此过程中光线会在成像平面上形成两个关键交点位置分别位于主光轴方向上的两个不同位置即分别为点O右侧的主光轴方向上的点和一个偏移方向上的点这两个交点分别标记为位置坐标分别为(O + x, O)以及(O + x, O + y)的位置关系通过几何关系可得△OAB与△(O+x)(O+y)之间存在相似性从而建立起了测量目标物三维空间位置关系的基础

在公式中,f代表CMOS相机的焦距大小;L代表激光发射器与CMOS相机之间的距离;参数x可以通过三角函数进行计算得出:

其中

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