激光位移传感器如何工作
激光位移传感器，通常称为点激光，是利用三角反射测量一个点。而激光轮廓仪则是测量整条线。激光位移传感器的测量精度高，但效率低，这是因为数据是逐点采集的。激光轮廓仪则相反。它们扫描表面并快速形成三维轮廓，但精度会降低。选择哪种激光测量方法取决于应用的要求，主要取决于是着重精度还是速度。
无论是翻盖盒子中的饼干计数，检查汽车面板是否对齐，还是测量印刷电路板上电子元件的位置，可受益于简单易用的三维视觉系统的制造应用几乎是无限的。
现在的三维机器视觉设计师在处理三维应用时有很多选择，包括激光位移系统（又称激光扫描仪）、立体影像和飞行时间 (ToF) 解决方案。在这三种解决方案中，激光位移传感器是最常见的，而且无论对于在线还是离线操作，都是最快、最准确、最具成本效益的三维数据采集解决方案。
轮廓仪对比线性位移对比区域位移
激光位移传感器可以生成精确的二维和三维表面测量值，包括物体的高度、宽度、角度、面积和位置。激光位移传感器主要有三种类型：线性轮廓仪，线性位移传感器，和区域扫描位移传感器。
激光轮廓仪可生成二维图像切片（例如，切成两半的物体图像）或通过将各个轮廓堆叠成连续图像来生成三维表面图。通常，这是使用跟踪扫描对象的编码器提供的运动数据完成的。
2.5 维高度图（左）和三维点云（右）对比
激光位移传感器将此操作再进一步，生成整个物体的真三维点云，可以提高精度和易用性（前提是图像处理软件已针对真三维环境进行了充分的优化）。扫描通过的物体时，激光位移传感器通常安装在传送机上方，有时也会安装在下方。这些传感器有时候会安装在机器人臂末端，以提供传感器到物体的扫描动作。
最后，一些区域扫描位移传感器使用微机电 (MEM) 反射镜在物体周围移动激光，而不是依赖于让物体相对于激光移动。
激光三角测量高度
激光位移传感器使用激光三角测量来确定像素距校准基准平面的高度（相似于折线图上的“零”位置）。
在操作中，激光位移传感器在静止或相对运动的物体上投射一条激光线。例如，In-Sight 3D-L4000 机器视觉系统中使用的线性位移传感器可以安装在移动的传送带上方或安装在移动的机器人臂上。
数字传感器位于距离激光位移传感器内的激光线发生器为已知距离和角度的位置来采集反射光。传感器内的激光三角测量软件根据投射激光线在物体上移动时的形状变化重建表面图或三维点云。然后结果会发送给下游的 PLC、材料处理系统和/或生产跟踪软件，以便采取进一步的行动。
二维和三维：两者的最佳结合
基于这些简单的工作原理，激光位移传感器被广泛用于各种工业制造应用的轮廓、位置和间隙测量，包括：
- 汽车装配中的存在/缺失
- 食品和包装业的密封和容量测量
- 挤压应用中的模具间隙、厚度和纹理检测
- 电子产品和消费包装产品中的组件高度、位置和齐平性检查
除了精确度，激光位移传感器的速度也很快，每秒能够采集数百万个三维数据点，以构成高分辨率的三维点云模型。这种高速工作的能力，使其能够对传送带上移动的产品进行 100% 的测量，无需停止生产线对产品进行采样。这使得成本降低，质量提高，产量增加。
最可靠的激光位移传感器可提供二维灰度图像以及三维点云。通过使用先进的无散斑激光扫描系统，下一代激光位移传感器的均匀性和光学能力足够生成高质量的二维图像。这些先进的系统运行可靠，即使在容易对激光投影仪造成污染的传送带下颠倒安装也没有问题。
蓝色无散斑激光线（左）和红色有散斑激光线（右）
如上所述，现代激光位移传感器广泛的测量范围，加上最强大且直观的机器视觉软件程序，使激光轮廓仪系统有能力解决几乎所有的在线三维测量应用。这为制造商和机器生产商节省了时间和费用，同时提高了其产品的整体质量。
