Традиционное лазерное треугольное измерение может измерять только осевое расстояние, и поперечное разрешение зависит от микроструктуры поверхности, обычно точность измерения на уровне микронов. Для расширения его применения в области высокоточного промышленного измерения был предложен метод измерения поперечной скорости движущихся объектов и осевого расстояния поверхности двумерного перпендикулярного измерения и метод измерения осевого расстояния на основе обнаружения края, не зависящего от шума рассеяния. В этом исследовании была построена модель отображения микродвижений объекта, поперечного профиля поверхности и изменений свойств светящегося пятна, исходя из закона Шампфлуга, который следует объектив лазерного треугольного измерения. На алгоритмическом уровне, основанном на геометрической оптике и эффекте рассеяния, была введена технология цифрового изображения, связанная со смещением внутреннего узора рассеяния, и совмещена с алгоритмом обработки краев Canny и алгоритмом обнаружения полупроводниковых краев Zernike в реальном времени для определения динамических изменений края светящегося пятна, что обеспечивает синхронное измерение поперечной скорости и позиции оси движущейся поверхности. Экспериментальные результаты показали, что относительная погрешность измерения и относительная неопределенность могут быть снижены до 10-4, и разрешение поперечного измерения на основе обнаружения краев может увеличиться на один порядок, а точность измерения может достичь субмикронного уровня. Этот метод расширяет область измерения и применения лазерного треугольного сенсора и может обеспечить техническую поддержку для исследований динамического поведения в многомерных движущихся машинах, гидродинамике и других динамических поведениях.

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