申请/专利权人：太原理工大学

申请日：2022-01-27

公开（公告）日：2023-07-14

公开（公告）号：CN114526680B

主分类号：G01B11/06

分类号：G01B11/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2023.07.14#授权;2022.06.10#实质审查的生效;2022.05.24#公开

摘要：本发明属于薄冰厚度测量领域，提出一种基于反射光斑图像识别的薄冰厚度测量装置和测量方法。测量装置由紫外点激光源、调焦镜片组、棱镜、反射镜、角度传感器、转轴、紫外CCD相机及配套装置构成。测量方法为使用一束紫外点激光从可调节的角度斜射入冰层中，点激光在冰层表面至少会形成一个入射光斑。使用紫外CCD相机从可调节角度拍摄光斑图像，对图像进行处理。经过降噪、开闭运算和分割连通运算得到光斑中心点像素坐标。通过紫外点激光源入射角度、图像拍摄高度、角度与CCD相机焦距、CCD物理尺寸、图像画幅构建图像像素距离到真实距离的换算比例，根据几何关系计算测量点薄冰厚度。本发明可实现物体表面薄冰厚度的非接触式、高精度测量。

主权项：1.一种基于反射光斑图像识别的薄冰厚度测量装置，其特征在于，所述的薄冰厚度测量装置包括外壳1、内壳2、棱镜3、第一窗口4、第一转轴5、第一角度传感器6、紫外CCD相机7、激光测距模块8、紫外点激光源9、调焦透镜模块10、反光镜11、第二窗口12、第二转轴13、第二角度传感器14、传输线缆15；所述的外壳1内部空间包括左、中、右三部分；所述激光测距模块8固定于中部空间内，该中部空间左侧为弧形侧面，激光测距模块8测距激光射出方向垂直于外壳1底面；所述的外壳1左侧空间内设置内壳2；所述的外壳1右侧空间内设置紫外点激光源9、调焦透镜模块10、反光镜11、第二窗口12、第二转轴13、第二角度传感器14、传输线缆15；所述外壳1与内壳2为嵌套结构，且均为管状结构；所述内壳2与外壳1通过第一转轴5连接；所述第一转轴5设于内壳2中部，第一角度传感器6与第一转轴5组合，内壳2可围绕第一转轴5进行旋转，并由第一角度传感器6测量当前旋转角度；在内壳2未进行旋转时，内壳2与外壳1为一体结构；所述棱镜3为全反射三棱镜，固定于内壳2左部，其入射面与内壳2内底面齐平；所述第一窗口4位于内壳2左部底面，贴合棱镜3的入射面，嵌入内壳2平面；所述紫外CCD相机7固定于内壳2右部，紫外CCD相机7的光轴垂直于棱镜3的出射面；所述内壳2围绕第一转轴5旋转时带动棱镜3与紫外CCD相机7共同旋转；所述紫外点激光源9固定于激光测距模块8右侧空间的左上角，向右下方投射点激光；所述调焦透镜模块10位于紫外点激光源9的前方，调焦透镜模块10的光轴与紫外点激光源9射出光线的重合，调焦透镜模块10可调整紫外点激光源9的激光束在冰面汇聚为最小入射光斑的等效距离；所述反光镜11位于调焦透镜模块10前方，可偏转紫外点激光源9投射出的激光束角度，由所述第二转轴13夹持；所述第二转轴13与所述第二角度传感器14组合，第二转轴13可带动反光镜11进行旋转，并由第二角度传感器14测量当前旋转角度；所述第二窗口12位于反光镜11下方，嵌入外壳1的平面；所述的传输线缆15位于激光测距模块8的上方，从外壳1的圆孔伸出向外延伸；传输线缆15为装置各机构供电，同时控制第一转轴5与第二转轴13的旋转、紫外CCD相机7的拍摄、紫外点激光源9的投射、调焦透镜模块10的进动，并将紫外CCD相机7拍摄图像、第一角度传感器6与第二角度传感器14、激光测距模块8的测量数据上传至上位机。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 太原理工大学 一种基于反射光斑图像识别的薄冰厚度测量装置和测量方法

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