针对投线仪传统检测方法存在占地面积大、检测效率低下、检测精度低等缺点,设计了一套基于平行光管测角及机器视觉测量的激光投线仪自动检测系统。系统由9根平行光管及面阵CMOS相机组成,能同时检测3根垂线及1根水平线。实验结果表明,相比于传统人工检测,本系统检测精度优于5″;操作简单,检测效率高,单台仪器检测时间小于20 s;同时采用了平行光管-CMOS相机图像测量系统,使得系统占地面积小于4m2。为了便于定位激光线中心,对采集到的图像进行了预处理,提取激光线中心采用灰度重心法的亚像素定位技术。

分析了激光投线仪的工作原理及其基准误差的产生原因。基于此, 提出了一种新型的激光投线仪校准系统, 用于弥补传统校准方式占地面积大、精度值难以量化、人为因素影响较大等缺点。研究了一套采用平行光管角度测量与机器视觉测量结合的检测方法, 通过检测激光线的直线度和垂直度来实现仪器的校准。该系统由8个采样管构成数据采集平台, 从而达到多维校准的要求。采用VC++与Matlab混合编程的方式编写系统软件, 通过调用动态链接库的方式使两种语言相结合。实验测试表明, 该系统操作简单, 效率高; 与传统校准方式相比, 其节约了场地长度, 整个系统的占用空间控制在8 m3以内; 另外, 系统提高了校准精度, 其水平线和铅垂线平均精度可以达到±0.2 mm/5 m, 正交线精度可以达到±23″。