计量学报

作者：罗明哲, 李加福, 张楠, 董钧港, 杜华, 朱小平

关键词：几何量计量,面形测量,反向激光,共线性检测,CCD相机

基金：国家自然科学基金青年基金项目(52205579)

针对面形测量中反向激光共线性的高精度要求，提出了一种基于双CCD相机的激光位移传感器光轴位姿测量方法。采用单束激光的反射共线性路径，以左像平面图像坐标系为xOy基准面，结合光栅尺构建z轴，建立了测量系统的三维坐标系，由2台CCD相机连续捕捉光斑中心坐标，通过多点拟合确定激光光轴直线方程，并提出了一种新的位姿关系计算方法，通过坐标系转换直接计算2束激光的位姿关系。优化了传统的单CCD相机检测方法，减少了分步标定引入的人为误差，提高了检测效率。实验结果表明，调校前2条激光束夹角为0.337°，距离为2.179 mm，经调整后，夹角降低至0.054°，距离减少至0.431 mm，表明该方法可实现光轴夹角亚角分（<0.1°）与光轴偏移亚毫米级（<0.5 mm）的位姿检测精度。该方法有助于定量分析面形测量中激光不共线引起的测量误差，同时，优化了传统的单CCD相机检测方法，使检测过程更简便，引入的误差因素更少。

来源：2025年第10期

《计量学报》期刊编辑部

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