研究目的
本研究的目的是识别并讨论激光三角测量系统中最重要的误差源的相关性，预测它们对最终联合测量精度的误差贡献。
研究成果
研究得出结论：相机标定阶段是激光三角测量系统的主要误差来源。在100毫米测量范围内，观测到线性度值为40微米，最大误差为0.6毫米。蒙特卡洛分析得到的协方差矩阵数值与实际值相近，表明近似效果良好。最重要的阶段是相机标定，占总误差的57%，其次是三角测量仪标定占40%，测量过程占3%。
研究不足
所开发系统的实际精度最初并不明确，本研究重点在于识别并表征误差来源。协方差分析显示某些点存在离散现象，影响了相关数值。蒙特卡洛方法中实验结果与模拟结果之间的差异尚未得到充分解释。
1：实验设计与方法选择：
本研究设计了一个由相机和激光器组成的激光三角测量系统。研究方法包括校准和测量流程，以识别并表征主要误差源。提出了一种合成误差传播方法，通过考虑相关系统变量的协方差来研究测量精度。
2：样本选择与数据来源：
实验使用由Genie HM1024相机和Prophotonix 300-0828-00激光器构建的非商用三角测量系统。测量对象为已知尺寸的Mitutoyo 0级陶瓷量块。
3：实验设备与材料清单：
设备包括Genie HM1024相机、Prophotonix 300-0828-00激光器、Thorlabs位移台、Mitutoyo陶瓷量块以及Prismo-Zeiss坐标测量机（CMM）。
4：实验流程与操作步骤：
流程包含在CMM中进行相机校准、激光校准以及量块测量。使用3D标定板对相机和激光器进行校准，并通过测量分析精度与重复性。
5：数据分析方法：
研究采用蒙特卡洛方法进行不确定性分析，考虑参数协方差。通过分析最大误差和测量线性度来评估系统精度。
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Thorlabs stage
6-degree
Thorlabs
Used to ensure a perpendicular angle between the laser and the main base for the gauge block measurements.
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Prismo-Zeiss coordinate measurement machine
Prismo
ZEISS
Used for calibration methods, for both the camera and triangulator calibrations.
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Genie HM1024 camera
HM1024
Genie
Used for capturing images in the laser triangulation system.
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Prophotonix 300-0828-00 laser
300-0828-00
Prophotonix
Used as part of the laser triangulation system to project a laser line.
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Mitutoyo ceramic gauge blocks
Grade 0
Mitutoyo
Used for height measurements in the experiments.
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