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Hitachi

研究开发

2023年5月26日

提起激光定位这个词,大家应该不陌生。如今制造业数字化转型如火如荼,激光定位测量技术在产品生产制造、安装工程中已有广泛应用,不同的激光测量技术根据其特性适用于不同的场景,例如3D激光扫描多用于复杂形态测量,SLAM*¹多用于机器人、自动驾驶定位等。

5月24日,仪器及测量技术领域的顶级学术会议“2023年IEEE国际仪器与测量技术会议(I2MTC)*²”在马来西亚首都吉隆坡召开。日立中国研究院产业技术研究部主任研究员苏银蕊出席了会议,以《利用衍射大直径激光束和相机进行远距离二维定位(Long-distance 2D positioning with diffractive large diameter laser beam and camera)》为题,介绍了日立最新研发的远距离二维激光定位技术及其技术优势。


苏银蕊在I2MTC发表现场


现有的二维激光定位技术在操作上存在诸多限制。比如较远距离测量时要求激光光斑清晰聚光,需使用高品质的激光发射器,致使设备成本居高不下;接收器受到光敏元件的技术限制一般接收面积较小,对入射光角度要求严格,导致实操难度大;以及现有的方法需要借助精密仪器进行高密度标定,工作量较大等。

为了解决这些课题,苏银蕊和她的团队利用带有背投屏幕的定位器和相机,开发了对应长距离测量的标定方法。首先通过图像处理技术定位激光光斑中心点,即使激光光斑较大、成像效果不理想,也能高精度计算光斑中心,再利用改善后的标定板标定方法明确定位器坐标,得到测量数据。经验证表明,接收距离为100米的实验中精度约为正负0.3毫米,接收区域面积接近10*10cm2,且不需要精密仪器标定,大大降低了实操难度。



确定激光光斑中心


标定精度计算

该方法实现了低成本、高精度、实践操作难度低的远距离二维激光定位,尤其适合在狭长空间场景,例如井道、超长轨道安装等场景下测量装置的自定位。同时,该方法对激光设备要求不高,操作便捷,兼顾了经济性和可操作性。本技术相关论文将收录在 IEEE Xplore 数字图书馆中。


*1 SLAM:同步定位与地图构建( Simultaneous localization and mapping)
*2:IEEE国际仪器与测量技术会议(International Instrumentation and Measurement Technology Conference)是 IEEE 仪器与测量学会的旗舰会议,致力于推动所有科学技术领域的测量方法、测量系统、仪器和传感器的进步。