结合互相关和B样条插值的激光三角光斑定位

激光三角光斑定位通常受到像点光斑偏态的影响,为提高激光三角位移传感器的测量精度和物面适应性,在分析激光三角光斑的偏态特征的基础上,针对偏态特性提出了一种基于互相关和非均匀有理B样条插值的光斑定位算法.对光斑信号采取时域和空域相结合的滤波处理方法,降低外部噪声干扰.引入邻域标定光斑进行互相关运算,充分利用光斑偏态分布的灰度和位置相似性约束,确定像素级相关系数分布.最后,对相关系数序列进行三次非均匀有理B样条插值细分,实现亚像素级光斑质心定位.在激光三角位移传感器中验证算法,实验结果表明:该算法通过结合互相关和非均匀有理B样条插值细分,将测量重复性误差降低至0.4μm,精度相对于传统定位算法显著提高;同时,在互相关算法中采用的邻域标定光斑模板不仅容易获取,几何相似度更高,而且对不同物面特性的适应性更强.本文方法精度高、适应性强,为有效提升激光三角位移传感器的性能提供了新的技术路径.