激光三角测量可依据入射光与被测量面法线之间关系获得反射激光光点位置，在目标识别、位移计算等领域应用广泛，为此研究基于激光三角测量的人脸识别方法，满足精准非接触人脸识别的需求。该方法运用激光三角测量方法向人面部发射激光，得到不同平面激光线条，再通过平面坐标转换方法获取激光平面坐标系与图像坐标系的转换关系，然后建立人脸识别几何结构模型，利用该模型得到人脸识别的几何面部轮廓特征，再使用激光光点定位算法，通过获取激光光点分布局部主方向得到人脸识别结果。实验结果表明：该方法运用激光三角测量人脸结果较为准确，可有效提取人脸口鼻、眉眼等轮廓，且识别人脸精度较高；即便在数据量达到1 000张时，识别精度仍保持在99.20%；在数据量达到1 000张时，相比其他对比方法而言，该方法识别耗时最低，为0.21 s。综上，基于激光三角测量的人脸识别方法为安全、智能交互等领域提供了有效的解决方案，具有广阔的应用前景和价值。

激光三角位移传感器的工作距离增大将导致其灵敏度降低，从而影响其测量精度。通过光束折叠技术可提高测量系统的灵敏度，但引入新的结构单元会使得成像光斑噪声变大。针对上述矛盾，提出一种适用于远距离激光三角位移传感器的光斑去噪方法。首先，以双反射折叠光束为例，建立激光三角位移传感器物方与像方位移关系的表达式，通过灵敏度仿真分析验证光路结构的合理性；其次，采用轻量级自监督网络Zero-Shot Noise2Noise抑制光斑图像噪声，并分析不同噪声水平下算法的去噪效果。实验结果表明：去噪后光斑图像的峰值信噪比为47.89 dB，在1750~2500 mm量程内，测量重复性优于2.64 μm。

为实现激光位移传感器结构的小型化,采用了一种单片反射镜式激光位移传感器结构,并利用遗传算法对该结构的灵敏度、工作距离和传感器结构参数进行优化。首先,在该结构中利用一片反射镜将入射光进行偏折,使得传感器内部的光路拓宽到横向空间,以提升传感器内部的空间利用率。随后,通过遗传算法对传感器的结构进行优化设计,得到在特定约束条件下传感器的结构参数最优解。最后,设计相应的成像系统进行验证。结果表明,与传统的激光位移传感器相比,单片反射镜式结构可在保证传感器灵敏度和工作距离不变的情况下,将传感器的纵向尺寸从55.9mm减小至31.0mm。表明反射镜的引入可有效减小传感器的尺寸。结论对于激光位移传感器的小型化设计具有参考意义。

通过对当前城市轨道交通弓网运行现状分析, 讨论目前接触网检测技术手段与方式所存在的问题, 设计了一款可实现接触线磨耗、导高和拉出值连续测量的仪器。该装置利用刚性汇流排“∏”型结构特点, 以轮对和连杆结构形式实现在汇流排表面的连续移动功能; 同时通过激光三角测量原理和轮廓匹配方法, 实现接触线磨耗、导高值和拉出值的连续同步测量。最后通过实验室测试、现场人工对比测试, 完成该测量仪器功能与测量精度的验证, 经实验该测量仪测量精度达到0.01 mm, 对于接触网磨耗测量的平均误差为0.128 mm, 导高和拉出值的平均误差分别为2.297 mm和3.119 mm, 达到对刚性接触网静态参数检测技术手段与检测效率提升的目标要求。

设计了一种基于点结构光的腹部运动测量系统, 用于监测由呼吸运动引起的患者腹部实时状态, 为主动补偿放疗中因呼吸因素造成的靶区位移、实现靶区的相对静止提供精确位置信息。测量系统基于激光三角测量原理的点结构原理, 将腹部运动转换为激光点移动, 从相机记录下的图像中提取激光点位置, 根据已知系统参数即可从激光点的移动量计算得到每个时刻呼吸所引起的腹部运动量。实验表明, 所提方法能准确、实时地获取位置信息, 具有结构简单、精度高等优点, 能为胸腹动态放疗中患者呼吸因素的补偿提供一种新的解决方法。

为了解决地磅在煤矸石装载量称重中效率低、成本高等问题, 提出了一种基于激光三角法的非接触式煤矸石装载体积测量方法。首先通过CCD相机实时采集激光器投射在满载煤矸石的运动车厢表面的激光条纹信息, 并采用中值滤波和基于Otsu算法的阈值分割法对图像进行预处理, 实现图像有效区域的提取; 然后使用基于骨架的灰度重心法提取激光条纹的中心线; 最后采用黎曼积分计算车辆的煤矸石装载量。结果表明, 此系统结果误差控制在4%以内, 符合系统运行要求, 证实了该测量方法的可行性与实用性。该研究为复杂环境下公路运输管理的装载量测量提供了参考。