従来のレーザートライアングル測定は軸方向の距離のみを測定し、横方向の分解能は表面の微細構造の影響を受け、通常の測定精度はマイクロメートル級です。工業用高精度測定分野での応用範囲を拡大するために、物体の横方向速度と表面軸方向距離の二次元直交測定を同期して行う方法と、散乱ノイズの影響を受けないエッジ検出軸方向距離測定方法を提案します。本研究では、直射型レーザートライアングル測定センサーが従うシャイムプフルークの法則を組み合わせ、理論的に被測定物の横方向運動、軸方向表面の起伏、およびイメージングスポットの特性の変化のマッピング関係モデルを構築します。アルゴリズムレベルでは、幾何光学と散乱効果に基づき、デジタル画像相関技術を導入して散乱内部のテクスチャ変位を捉え、CannyオペレーターとZernikeサブピクセルエッジ検出アルゴリズムを組み合わせて、スポットの境界の動的変化をリアルタイムに位置決めし、移動する表面の横方向速度と軸方向位置を同期測定します。実験結果によると、測定の相対誤差と相対不確実度は10^-4未満に低減し、エッジ検出に基づく横方向測定の分解能が1桁向上し、測定精度がサブミクロメートル級に達します。この手法はレーザートライアングルセンサーの測定および応用次元を拡張し、多自由度の動き機械、流体力学などの動的挙動の研究に技術的支援を提供します。

レーザートライアングル測定;直交二次元測定;散乱効果;デジタル画像相関;エッジ検出