專利名稱：一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光束聚焦方法，具體地說(shuō)是一種讓照射到硅光電池上的光 束在電機(jī)的控制下自動(dòng)聚焦到硅光電池中心孔的自動(dòng)光束聚焦的方法。
背景技術(shù)：
目前在控制檢測(cè)領(lǐng)域中，有些場(chǎng)合用到激光器和硅光電池等配合其它設(shè)備 對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)方法通常是通過(guò)對(duì)聚焦后的光斑進(jìn)行記錄處理，然 后改變外部條件使光束移動(dòng)后再次聚焦并記錄處理光斑位置，通過(guò)對(duì)比兩次光 束移動(dòng)的角度和外部的測(cè)試條件，來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)被測(cè)對(duì)象進(jìn)行檢測(cè)。而這就往往涉 及到檢測(cè)過(guò)程中如何對(duì)光束聚焦，即實(shí)現(xiàn)光束準(zhǔn)確的聚集通過(guò)硅光電池的中 心。
該方法可以用于建筑材料(鋼管，鋼筋等)受力彎曲度的檢測(cè)，炮管受力 傾斜對(duì)射擊準(zhǔn)確度影響的檢測(cè)等。在實(shí)現(xiàn)光束聚焦的問(wèn)題上，目前多采用的方 式還是手動(dòng)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)光束聚集到固定的某一個(gè)位置，手動(dòng)調(diào)節(jié)雖然也能實(shí)現(xiàn)， 但是如果光源距離接收器比較遠(yuǎn)的情況下就很難短時(shí)間內(nèi)將光束聚焦，并且手 動(dòng)調(diào)試的精度也不夠準(zhǔn)確，不能確保光束是否完全調(diào)節(jié)到所要達(dá)到的位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是提供一種調(diào)節(jié)精度高，巧妙實(shí)用的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦 的方法。
本發(fā)明的技術(shù)任務(wù)是按以下方式實(shí)現(xiàn)的，工作過(guò)程如下事先在硅光電池 上設(shè)定四個(gè)象限，光束照射到硅光電池上產(chǎn)生模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作 為A/D的輸入信號(hào)，單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并產(chǎn)生A/D所需要的 時(shí)序信號(hào)；另外，單片機(jī)把每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信號(hào)保存在
CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo)系可以判斷 出光束照射在硅光電池的哪個(gè)象限，控制兩個(gè)電機(jī)向上下左右四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)， 將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。
所述的兩個(gè)電機(jī)的移動(dòng)方法為當(dāng)確定當(dāng)前光束所在的象限后，通過(guò)控制 CPLD來(lái)選擇電機(jī)向預(yù)設(shè)的方向直線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行到兩個(gè)象限的交界處，也就 是坐標(biāo)軸上，這時(shí)采樣的電壓會(huì)顯示在兩個(gè)象限都有電壓值，判斷出是X軸還 是Y軸，以及是正半軸還是負(fù)半軸(若光束是在第一象限、第二象限、第三象 限或第四象限內(nèi)，電機(jī)先將光束調(diào)節(jié)到兩個(gè)象限的交界處，也就X軸的正、負(fù) 半軸上，或Y軸的正、負(fù)半軸上)，之后控制電機(jī)來(lái)沿著坐標(biāo)軸將光束調(diào)節(jié)到 硅光電池的中心即可。
模塊中采用的是串行A/D。
本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下特點(diǎn)-
1、 在光源距離接收器比較遠(yuǎn)的情況下，能在很短時(shí)間內(nèi)完成光束聚焦工作。
2、 比手動(dòng)調(diào)試的精度明顯準(zhǔn)確，能確保光束完全調(diào)節(jié)到所要達(dá)到的位置， 提高了調(diào)節(jié)精度，縮短了聚焦時(shí)間。
3、 工人操作簡(jiǎn)單，工序不復(fù)雜，提高了工人的工作效率，降低了操作人 員的勞動(dòng)強(qiáng)度。


附圖1為光束實(shí)現(xiàn)聚焦流程框附圖2為數(shù)據(jù)采集模塊工作流程框附圖3為控制光束運(yùn)動(dòng)流程圖。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:
為了檢測(cè)炮彈射擊時(shí)炮管的晃動(dòng)對(duì)射擊準(zhǔn)確度的影響，可以在炮管里固定 放置好一個(gè)帶圓孔的硅光電池，激光器發(fā)出的光束照射到硅光電池上后，產(chǎn)生
模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作為A/D的輸入信號(hào)，模塊采用的是串行A/D， 單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并產(chǎn)生A/D所需要的時(shí)序信號(hào)；單片機(jī)把 每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信號(hào)保存在CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取 單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo)系可以判斷出光束照射在硅光電池的哪 個(gè)象限，當(dāng)確定當(dāng)前光束所在的象限后(假設(shè)該光束照射在硅光電池上的第一 象限內(nèi))，通過(guò)控制CPLD來(lái)選擇電機(jī)向下直線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行到兩個(gè)象限的交 界處，也就X軸的正半軸上，這時(shí)采樣的電壓會(huì)顯示在第一象限和第二象限都 有電壓值，之后控制電機(jī)來(lái)沿著X軸的正半軸將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。
然后讓光束通過(guò)硅光電池的圓心打在后面的帶刻度的耙上并記錄光斑的 位置，然后用已知大小的力施加到炮管上，讓炮管傾斜，重復(fù)上述辦法，再讓 光束自動(dòng)聚集通過(guò)硅光電池圓心打在靶上，再次記錄光斑的位置，根據(jù)施力的 大小和施力后光斑移動(dòng)的角度以及炮管離靶的距離和炮離射擊目標(biāo)的距離，就 可以計(jì)算出所施力對(duì)炮彈射擊準(zhǔn)確度的影響。
實(shí)施例2:
為了檢測(cè)管材的直線度，將硅光電池置于管材的內(nèi)部某位置，激光器發(fā)出 的光束照射到硅光電池上后，產(chǎn)生模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作為A/D的輸 入信號(hào)，模塊采用的是串行A/D，單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并產(chǎn)生 A/D所需要的時(shí)序信號(hào)；單片機(jī)把每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信號(hào)保 存在CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo)系可 以判斷出光束照射在硅光電池的哪個(gè)象限，當(dāng)確定當(dāng)前光束所在的象限后(假 設(shè)該光束照射在硅光電池上的第四象限內(nèi))，通過(guò)控制CPLD來(lái)選擇電機(jī)向左直 線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行到兩個(gè)象限的交界處，也就Y軸的負(fù)半軸上，這時(shí)采樣的電 壓會(huì)顯示在第三象限和第四象限都有電壓值，之后控制電機(jī)來(lái)沿著Y軸的負(fù)半 軸將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。
然后光束通過(guò)光電池的中心落在后面帶坐標(biāo)的靶牌上，用相機(jī)拍照并用圖 像處理方法找到此時(shí)的光斑中心位置坐標(biāo)，然后移動(dòng)置于管材內(nèi)部的硅光電池 到另外一個(gè)位置，同樣按照上述步驟讓光束聚焦后通過(guò)光電池的中心并拍照處 理，多次這樣的測(cè)試后，如果每次所處理后的光斑中心的坐標(biāo)都一樣，則說(shuō)明 此管材的直線度很好，如果不直，則穿過(guò)光電池中心的光斑的中心坐標(biāo)會(huì)發(fā)生 變化，這樣就可以檢測(cè)出被檢測(cè)對(duì)象的直線度是好還是不好。 實(shí)施例3:
為了檢測(cè)軸形零件的直線度，將硅光電池置于軸形零件的某位置，激光器 發(fā)出的光束照射到硅光電池上后，產(chǎn)生模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作為A/D 的輸入信號(hào)，模塊采用的是串行A/D，單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并 產(chǎn)生A/D所需要的時(shí)序信號(hào)；單片機(jī)把每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信 號(hào)保存在CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo) 系可以判斷出光束照射在硅光電池的哪個(gè)象限，當(dāng)確定當(dāng)前光束所在的象限后 (假設(shè)該光束照射在硅光電池上的第二象限內(nèi))，通過(guò)控制CPLD來(lái)選擇電機(jī)向 下直線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行到兩個(gè)象限的交界處，也就X軸的負(fù)半軸上，這時(shí)采樣 的電壓會(huì)顯示在第二象限和第三象限都有電壓值，之后控制電機(jī)來(lái)沿著X軸的 負(fù)半軸將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。
然后光束通過(guò)光電池的中心落在后面帶坐標(biāo)的靶牌上，用相機(jī)拍照并用圖 像處理方法找到此時(shí)的光斑中心位置坐標(biāo)，然后移動(dòng)置于軸形零件內(nèi)部的硅光 電池到另外一個(gè)位置，同樣按照上述步驟讓光束聚焦后通過(guò)光電池的中心并拍 照處理，多次這樣的測(cè)試后，如果每次所處理后的光斑中心的坐標(biāo)都一樣，則 說(shuō)明此軸形零件的直線度很好，如果不直，則穿過(guò)光電池中心的光斑的中心坐 標(biāo)會(huì)發(fā)生變化，這樣就可以檢測(cè)出被檢測(cè)對(duì)象的直線度是好還是不好。
權(quán)利要求
1.一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法，其特征在于工作過(guò)程如下事先在硅光電池上設(shè)定四個(gè)象限，光束照射到硅光電池上產(chǎn)生模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作為A/D的輸入信號(hào)，單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并產(chǎn)生A/D所需要的時(shí)序信號(hào)；另外，單片機(jī)把每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信號(hào)保存在CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo)系可以判斷出光束照射在硅光電池的哪個(gè)象限，控制兩個(gè)電機(jī)向上下左右四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法，其特征在于兩個(gè)電 機(jī)的移動(dòng)方法為當(dāng)確定當(dāng)前光束所在的象限后，通過(guò)控制CPLD來(lái)選擇電機(jī) 向預(yù)設(shè)的方向直線運(yùn)動(dòng)，直到運(yùn)行到兩個(gè)象限的交界處，也就是坐標(biāo)軸上，這 時(shí)采樣的電壓會(huì)顯示在兩個(gè)象限都有電壓值，判斷出是X軸還是Y軸，以及是 正半軸還是負(fù)半軸，之后控制電機(jī)來(lái)沿著坐標(biāo)軸將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中 心。
3、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法，其特征在于模塊中 采用的是串行A/D。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法，屬于光束聚焦領(lǐng)域，工作過(guò)程如下事先在硅光電池上設(shè)定四個(gè)象限，光束照射到硅光電池上產(chǎn)生模擬電壓，該電壓經(jīng)過(guò)放大后作為A/D的輸入信號(hào)，單片機(jī)控制A/D芯片的片選和通道，并產(chǎn)生A/D所需要的時(shí)序信號(hào)；另外，單片機(jī)把每個(gè)通道所采集的數(shù)據(jù)傳送給CPLD，信號(hào)保存在CPLD的寄存器中，通過(guò)讀取單片機(jī)傳來(lái)的數(shù)據(jù)，根據(jù)定義好的坐標(biāo)系可以判斷出光束照射在硅光電池的哪個(gè)象限，控制兩個(gè)電機(jī)向上下左右四個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，將光束調(diào)節(jié)到硅光電池的中心。本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)自動(dòng)光束聚焦的方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有調(diào)節(jié)精度高，巧妙實(shí)用的特點(diǎn)，在比較遠(yuǎn)的情況下能在很短時(shí)間內(nèi)將光束聚焦。
文檔編號(hào)G01B11/27GK101369159SQ20081014000
公開(kāi)日2009年2月18日 申請(qǐng)日期2008年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月12日
發(fā)明者強(qiáng) 劉, 梁智豪 申請(qǐng)人:浪潮電子信息產(chǎn)業(yè)股份有限公司