Traditionelle Laserdreiecksmessungen messen nur axialen Abstand, und die laterale Auflösung wird durch die Mikrostruktur der Oberfläche beeinflusst, wobei die Messgenauigkeit in der Regel im Mikrometerbereich liegt. Um seine Anwendungen im Bereich der hochpräzisen industriellen Messtechnik zu erweitern, wurde ein Verfahren zur gleichzeitigen Messung der lateralen Geschwindigkeit eines bewegten Objekts und des axialen Oberflächenabstands in zwei Dimensionen orthogonal vorgeschlagen, sowie ein Verfahren zur Messung des axialen Oberflächenabstands, das nicht von speckle noise beeinflusst wird. In dieser Studie wurde ein Modell zur Kartierung der Beziehung zwischen lateraler Objektbewegung, axialer Oberflächenrauheit und Veränderungen der Eigenschaften des Abbildungsflecks auf der Grundlage des von einem Direct-Projection-Laserdreiecksensor befolgten Scheimpflug-Gesetzes erstellt. Auf algorithmischer Ebene wurde basierend auf geometrischer Optik und speckle-Effekt eine digitale Bildgebungstechnologie zur Erfassung der inneren speckle-Punktverschiebung eingeführt und in Echtzeit mit dem Canny-Algorithmus und dem Zernike-Algorithmus zur Randdetektion von Unterpixeln kombiniert, um dynamisch Veränderungen des leuchtenden Fleckrands zu bestimmen und eine synchronisierte Messung der lateralen Geschwindigkeit und axialen Lage der bewegten Oberfläche zu erreichen. Experimentelle Ergebnisse zeigten, dass der relative Messfehler und die relative Unsicherheit auf 10-4 reduziert werden können, die laterale Messauflösung basierend auf Kantenentdeckung um eine Größenordnung verbessert werden kann und die Messgenauigkeit submikrometer erreichen kann. Diese Methode erweitert den Mess- und Anwendungsbereich des Laserdreiecksensors und kann technische Unterstützung für die Forschung zu dynamischem Verhalten mit mehreren Freiheitsgraden, Fluidmechanik und anderen dynamischen Verhaltensweisen bieten.

laser triangulation;2D orthogonal measurement;speckle effect;digital image correlation;edge detection