一种基于背景抑制的三角位移测距方法与流程

本发明涉及三角位移测距方法领域，具体涉及一种基于背景抑制的三角位移测距方法。

背景技术：

1、传统的激光位移算法在测量过程中受到多种因素的影响，如目标物颜色的反射率变化、激光发射功率波动以及入射角度无法测量等，这些因素导致使用三角位移测距方法的测距精度难以保证。

2、现有技术中有提出使用线性函数对三角位移计算的结果进行拟合，但是由于结构、光学等误差，导致函数线性度差，无法满足高精度应用场景的需求。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于背景抑制的三角位移测距方法，该基于背景抑制的三角位移测距方法包括以下步骤：

2、步骤一：利用退火算法对光学透镜的参数进行设计，得到光学透镜的设计参数；

3、步骤二：基于光学透镜的设计参数，通过预设的功率值对光学透镜的功率值进行补偿；

4、步骤三：利用补偿后的光学透镜，通过三角位移测距法进行测距，得到测距结果；

5、步骤四：利用adaboost算法对测距结果进行残差补偿，得到补偿后的测距结果。

6、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：光学透镜的设计参数包括曲率半径、厚度以及折射率。

7、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：在步骤1中，退火算法包括以下步骤：

8、(1)、以焦距、透射效率、波前畸变最小化为目标函数；以透镜材料、几何尺寸、制造工艺的成本为约束条件；将光学透镜的曲率半径、厚度以及折射率为初始化参数；

9、(2)、模型随机生成，使得初始化退火温度t0，降温系数a0，在每个温度下的迭代次数l；

10、(3)、令温度t等于冷却进度表中的下一个值ti(第一次迭代时t＝t0)；

11、(4)、在当前解xi的附近随机产生一个新解xj，新解必须满足约束条件，然后计算新解的目标函数值f(xj)(第一次迭代时xi＝xj)；

12、(5)、如果f(xj)<f(xi)，则接受新解xj，反之，则计算δf＝f(xj)-f(xi)，并计算接受概率，然后随机生成一个在区间[0,1]上服从均匀分布的随机数，如果，则接受新解r；

13、(6)、在温度ti下，将步骤(4)和(5)重复l次；

14、(7)判断是否满足退出条件，如果满足则退出迭代，否则回到步骤(3)继续迭代。

15、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：在步骤二中，基于预设的功率上限和功率下限，利用未补偿的功率值与上限、下限之间的误差对功率值进行补偿，得到补偿后的功率值。

16、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：对功率值进行补偿时，涉及到的参数包括比例增益、积分增益以及微分增益。

17、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：在步骤三中，三角位移测距法的计算公式为：

18、

19、在上述公式中，y为被测面的移动距离，x为光斑在感光面上的移动距离，激光光束与成像光轴交点为a，a与成像透镜之间夹角α，a点通过成像透镜在感光面上的光斑位置为a`，成像透镜与a`连线与感光面夹角为β，点a的物距为a0，相距为b0。

20、在本发明提供的基于背景抑制的三角位移测距方法中，还可以具有这样的特征：在步骤四中，利用adaboost算法进行残差补偿的步骤包括数据收集、分类器选择、算法训练以及模型组合。

21、本发明的有益效果在于：

22、在本发明的基于背景抑制的三角位移测距方法中，首先利用退火算法对光学透镜进行参数设计，然后在对设计好的光学透镜进行功率值补偿，之后利用该设计好的光学透镜作为成像透镜进行三角位移测距，测距后，再利用adaboost算法对测距后的值进行残差补偿，得到补偿后的位移值。基于该测距方法，在设计光学透镜参数时，不再依赖设计经验和历史测试数据，经过模拟退火对光学参数进行自动优化，减少了设计的盲目性，降低了根据实验结合经验法来获得光学参数的误差，缩短了光学透镜的设计周期。

23、另外，在该方法中，还对光学透镜的参数进行了功率值补充，避免光学透镜因颜色、反光性能以及表面状况(如粗糙度和倾斜度)等因素而影响接收芯片的测量精度的问题，确保测量过程中的准确性和稳定性。避免光量饱和现象的发生，并有效抑制了背景噪声的干扰。相反，当目标物的反射率较低时，传感器会增加激光功率，以确保足够的光线能够被目标物反射回传感器进行接收。这样可以强化接收信号的强度，提高传感器的灵敏度和测量精度。

24、不仅如此，在计算位移值，利用adaboost算法对测距后的值进行残差补偿，通过补偿模型的计算补偿，能够整个测距方法的位移精度可以做到0.1mm，实现了对测量误差的精准补偿。

技术特征：

1.一种基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

3.根据权利要求1所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

4.根据权利要求1所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

5.根据权利要求4所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

7.根据权利要求1所述的基于背景抑制的三角位移测距方法，其特征在于：

技术总结本发明提供了一种基于背景抑制的三角位移测距方法，该基于背景抑制的三角位移测距方法包括以下步骤：步骤一：利用退火算法对光学透镜的参数进行设计，得到光学透镜的设计参数；步骤二：基于光学透镜的设计参数，通过预设的功率值对光学透镜的功率值进行补偿；步骤三：利用补偿后的光学透镜，通过三角位移测距法进行测距，得到测距结果；步骤四：利用Adaboost算法对测距结果进行残差补偿，得到补偿后的测距结果。基于该测距方法，在设计光学透镜参数时，不再依赖设计经验和历史测试数据，经过模拟退火对光学参数进行自动优化，减少了设计的盲目性，降低了根据实验结合经验法来获得光学参数的误差，缩短了光学透镜的设计周期。技术研发人员：宋益盛,陈坤速,柯达受保护的技术使用者：上海索迪龙自动化股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18