レーザートライアングルスポットの位置決めは、通常、スポットの歪みによって影響を受けます。レーザートライアングル変位センサーの測定精度と物体面適応性を向上させるために、レーザートライアングルスポットの歪み特性を分析した上で、相互相関と非均一有理Bスプライン補間に基づくスポット位置決めアルゴリズムを提案しました。スポット信号に対して時空間結合のフィルタリング処理を行い、外部ノイズの干渉を低減しました。隣接校正スポットを導入して相互相関演算を行い、スポットの歪み分布の輝度および位置の類似性制約を十分に利用して画素レベルの相関係数分布を決定しました。最後に、相関係数列に対して3次非均一有理Bスプライン補間を細分化し、サブピクセルレベルのスポット重心位置決めを実現しました。レーザートライアングル変位センサーでアルゴリズムを検証し、実験結果は、本アルゴリズムが相互相関と非均一有理Bスプライン補間の細分化を組み合わせることで測定の再現性誤差を0.4 μmに低減し、従来の位置決めアルゴリズムに比べて精度が著しく向上することを示しました。また、相互相関アルゴリズムで用いる隣接校正スポットテンプレートは取得が容易で、幾何学的類似度が高く、異なる物体面特性への適応性も高いことが確認されました。本論文の方法は高精度かつ高適応性を持ち、レーザートライアングル変位センサーの性能向上に向けた新たな技術的道筋を提供します。

レーザートライアングル法;スポット中心;位置誤差;相互相関;非均一有理Bスプライン