Регистрация Забыли свой пароль?
Войти как пользователь
Вы можете войти на сайт, если вы зарегистрированы на одном из этих сервисов:

Триангуляционный метод

Одна из техник дистанционного измерения расстояния, в которой в качестве измерительного устройства, как правило, используется лазер. Метод основывается на свойстве лазерного луча распространяться на большие расстояния практически без рассеяния. Принцип работы такой измерительной системы заключается в том, что лазер подсвечивает точку, до которой будет измеряться расстояние

triang1.jpg

Рис 1. Схематическое изображение конструкции простейшей триангуляционной системы

Другое детектирующее устройство, расположенное на некотором расстоянии от источника лазерного излучения, регистрирует отраженный от этой точки свет. Такая конструкция измерительной системы (лазер, интересующая нас точка, детектор) образует собой треугольник, ввиду чего метод и называется триангуляционный. Детектор, как правило, представляет собой цифровую видео - или фотокамеру, объектив которой фокусирует пришедший отраженный луч на ПЗС - или КМОП - матрице. Луч, попадая на светочувствительную поверхность сенсора, поглощается, образуя небольшое световое пятно. По расположению этого светового пятна можно измерить угол между отраженным лучом (BC) и линией сенсор-лазер (AB). В итоге мы знаем три параметра: расстояние от сенсора до лазера (AB), угол между лучом, испущенным лазером, и линией сенсор-лазер (∠CAB) и угол между отраженным лучом и линией сенсор-лазер(∠CBA). По этим трем параметрам можно восстановить все стороны и углы треугольника.

Благодаря высокой скорости, такой метод часто используется для наблюдения за движущимися или вибрирующими частями каких либо механизмов или конструкций. Типичные значения точности такой измерительной техники составляют величины порядка десятых процента от измеряемого расстояния. В случае если регистрируется отраженное рассеянное излучение, метод имеет ограничения по максимально возможному измеряемому расстоянию, поскольку падающего на матрицу света может не хватить для появления светового пятна на картинке.

triang2.jpg

Рис 2. Схематическое изображение конструкции простейшей триангуляционной системы с указанием трех опорных точек

Если же регистрируется отражение луча от гладкой зеркальной поверхности, то предел измеряемых расстояний значительно увеличивается. Однако потребуется довольно трудоемкая угловая калибровка. С помощью сканирующего лазерного луча на основе триангуляционного принципа можно также реализовать и трехмерное построение изображения.

Требования к лазерным источникам: В идеале, лазерный источник должен обладать высокой «кучностью», чтобы не рассеиваться на больших расстояниях и высокой оптической мощностью. С точки зрения безопасности, лучше всего выбирать лазер с длиной волны в полуторомикронном диапазоне, безопасном для человеческого глаза. Однако длины волн видимого диапазона также часто используются, чтобы удостоверится, что выбрана требуемая точка в пространстве. Чаще всего используются красные диодные лазеры мощностью в несколько милливатт и гелий-неоновые лазеры. Однако последние довольно громоздкие и дорогие.

Стоит также отметить, что стереокамера также является разновидностью триангуляционного метода с той лишь разницей, что при создании трехмерного изображения лазер не используется.