第42卷第5期
二次包络2021年5月
激光杂志
LASER JOURNAL
V o l . 42,N o . 5M a y ,2021
史培行，陈玉红
江西科技学院，南昌330031
摘要：传统的室内空间布局标定系统标定准确率差，有效率低，为了解决上述问题，基于智能激光投影，
系统设计硬件设计部分将硬件系统划分为三个模块，在激光发射模块，利用R o c k /N e w w a v e 高功率高重频可调 皮秒超连续谱激光器综合数据分析系统对激光数据进行信息查操作，补填系统操作漏洞， 集中分析数据操控 方式与信息查方法处理，选择水星M E R C U R Y M A C 100无线A P 控制器对数据进行相应功能控制，提升系统 对标定数据的控制力度，由此获取操作效果较佳的理论性数据。并不断增强系统操控能力，在控制的基础上选 用L A -G T 20C 激光器激光定位器对激光数据进行系统定位，掌控系统基本信息，并提高理论操作技巧，按照不 同的查方案实现对数据的实时监控与处理，以此实现对系统的硬件设计。在系统软件设计中，将软件系统划 分为元件层、通信层及管理层三个部分进行研究，综合系统处理工能强化数据操控以及数据管理，不断实现数 据精准标定，提升系统标定有效率，简化操作步骤，完成对系统软件的设计。实验结果表明，该系统设计在较高 程度上提升了系统的操作能力，所见操作时间，增强系统标定效率，具备更佳的发展前景。
关键词
：智能激光；投影；室内空间；布局标定系统
中图分类号:T N 249
文献标识码：A
d o i ：10. 14016/j . c n k i . jgzz . 2021. 05. 192
A b s t r a c t ：T h e traditional indoor s p a c e layout calibration s y s t e m h a s p o o r calibr
ation a c c u r a c y a n d l o w efficiency . In order to solve the a b o v e p r o b l e m s , b a s e d o n intelligent laser projection , the h a r d w a r e design part of the s y s t e m d e sign divides the h a r d w a r e s y s t e m into three m o d u l e s . In the laser e m i s s i o n m o d u l e , R o c k is u s e d . N e w w a v e h i g h - p o w e r h i g h -repetition-frequency adjustable p i c o s e c o n d s u p e r c o n t i n u u m laser integrated data analysis s y s t e m p e r f o r m s information s e arch operations o n laser d a t a , fills s y s t e m operating l o o p h o l e s , focuses o n analysing dat a m a n i p u l a t i o n m e t h o d s a n d information s e arch m e t h o d p r o c e s s i n g . W e select M e r c u r y M e r c u r y M A C 100 wireless A P . T h e controller p e r f o r m s c o r r e s p o n d i n g function control o n the d ata a n d i m p r o v e s the s y s tem's control ove r the calibration d a t a , thereby obtaining theoretical dat a with better-operating results . F u r t h e r m o r e , c o n t i n u e to e n h a n c e the system's control capabil ities , b a s e d o n the control , select the L A -G T 20C laser positioner for s y s t e m positioning of the laser d a t a , control the basic information of the s y s t e m , a n d i m p r o v e the theoretical operation skills , a c c o r d i n g to different s e arch s c h e m e s to a c h i e v e r e a l -t i m e data mo n i t o r i n g a n d mo n i t o r i n g Processing to a c h i e v e the h a r d w a r e d e s i g n of the s y s t e m . T h i s p a p e r divides the software s y s t e m into three parts in s y s t e m software d e s i g n ： c o m p o n e n t l a y e r , c o m m u n i c a t i o n
l a y e r , a n d m a n a g e m e n t layer for r e s e a r c h . T h e integrated s y s t e m processing capability c a n strengthen data m a n i p u l a t i o n a n d data m a n a g e m e n t a n d continuously a c h i e v e accurate data calibration to i m p r o v e s y s t e m calibration efficiency . Simplify the operation steps a n d c o m p l e t e the d e s i g n of the s y s t e m software . T h e e x p e r i m e n t a l results s h o w that the s y s t e m design h a s i m p r o v e d the system's operating ability , operating time s e e n , a n d s y s t e m calibration efficiency . It h a s better d e v e l -Design of indoor space layout calibration system
based on intelligent laser projection
S H I Peihang，C H E N Y u h o n g
Jiangxi University o f Technology , Nanchang 330031 , China
o p m e n t p r o s p e c t s .
抑制贴
收稿日期:2020-10-24
基金项目：江西省教育厅科学技术研究项目（No . GU 202019)
作者简介：史培行（1986-)，男，硕士，讲师，研究方向：激光应用。E -mail ：hang 9316@ 126. com
K e y w o r d s ： intelligent laser ； projection ； indoor s p a c e ； layout calibration s y s t e m
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史培行，等：基于智能激光投影的空间布局标定系统设计
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1引言
随着科技与经济的发展，智能激光投影技术被不 断应用于各领域中，此种测量方式能够较好地对数据 进行系统标定操作，由此将其运用于室内空间布局标
定设计中，以此提升标定的准确性。传统室内空间布局标定系统设计选取一定的中 心处理数据系统对数据进行标定操作，能够较好地实 现数据的掌控与管理，并提升数据的可操控性，掌握 基础数据，将其转化为系统可分析数据信息，加大操 作的科技性，但在系统设计过程中对于数据的标定查 能力较差，无法满足系统对数据操作源头的分析需 求，且投人成本较高，操作较为困难，系统标定有效
率 较低[2]。为此，针对上述问题，提出一种基于智能激 光投影的室内空间布局标定系统对以上问题进行分 析与解决[3]。
2基于智能激光投影的室内空间布局
标定系统硬件设计
为增强室内空间布局标定效果，需对其进行激光 系统硬件设计，并将硬件部分划分为激光发射模块、 投影控制模块与追踪定位模块三个模块进行系统处 理[4]。同时设置系统硬件设计模式图如图1所示：
图1系统硬件设计模式图
2.1激光发射模块
为提升激光发射的有效性，设置激光发射模块对
相应部分进行操作，选用R 〇ck/New wave 高功率高重 频可调皮秒超连续谱激光器，对激光进行线路查询， 由此掌握激光发射路线与投影成像位置，由此进行较 为精准的数据位置标定判断。激光发射器脉冲激光 光谱可极大展宽至大于1 〇〇〇 run ，连续宽谱覆盖，高 峰值功率大于10 k W ，单模光纤输出，具有高空间相 干性，能够较好地连接激光与接触空间界面，保证系 统操作的可行性:5]。其平均功率为6 W ，空间模式为 单模，可进行数据集中管控处理，防止数据的流失与 数据误差的产生，可调重复频率为250 kHz ~ 2 M H z , 可调脉冲宽度为100 p s ~2 ns ，总平均功率高达2 W , 具备高分辨率成像，能够较好地掌握数据信息，并对 其进行数据综合分析，选择合适的数据进行收集成像 操作[6]。
2.2投影控制模块
在投影控制模块，对数据投影进行综合分析，以 其投影形态以及投影成像条件在综合处理投影控制 模式，选择水星M E R C U R Y M A C 100无线A P 控制器 集中管理投影部分数据，并加强数据查
与信息分析 力度，该控制器为网络专用处理器，符合网络数据控 制需求，简便系统操作，在进行集中网络处理的同时 不断完善系统元件与结构的关系，调整系统标定状 态，并利用控制器5个10/100M R J 45端口的特点对数 据进行关系连接，以此减少不必要的操作支出，缩减 操作时间，提升系统运行效率[7]。
其无线设置为64/128/152位W E P 加密、W P A -
PSK /W P A 2-P S K 、W P A /W P A 2安全机制，可确保数据
在操作过程的安全，加强数据的机密性，工作温度为 0 X ： ~40 工作湿度为10% ~90% R H ，不凝结，可进行适当的环境转换测试，能够提供较为良好的数据 系统工作环境，由此完成对投影控制模块的设计[8]。2.3追踪定位模块
在追踪定位模块中，为提升系统的主导标定能 力，对其进行系统主导能力测试，不断检测数据投影 后的追踪强度，将符合系统强度的数据进行集中存 储，将不符合系统强度的数据进行清除操作[9]。追踪 定位器G P S 为M T 2503D ，采用高增益陶瓷Patch 天 线，加大数据网络信号传导能力，由此获取接收效果 较好的网络数据，工作温度为-30 t ~70 t ,G P S 频 段为L 1，1 575.42 M H z C /A code ，可进行无差别网络 连接，操控效果较强，能够满足系统对追踪信号的需 求，并利用增强综合操作加强对数据系统的追踪控
制，在获取数据信息后进行定位记录，确定准确的定 位位置，获得准确性较高的标定数据信息[1°]。
3基于智能激光投影的室内空间布局 标定系统软件设计
为进一步强化对室内空间布局标定的研究，对其 软件部分进行较为集中的数据管理，综合处理功能, 提供相应的数据掌控装置，对数据进行可行范围内的 操控，不断追踪数据处理过程，将室内空间进行位置 标记与性能掌控操作，并记录目标函数所处位置[n 1。
强化对数据软件应用程序的处理，加强软件标定 性能，并将其划分为元件层、通信层及管理层三个部 分进行研究[~。
(1)元件层。在元件层中，根据系统硬件进行的 数据操作实现对软件的元件控制操作，按照不同的程 序处理方式加强数据集中接收处理操作，选取对应的 模式管理操作将元件数据进行系统录入，并存储至管
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史培行，等：基于智能激光投影的空间布局标定系统设计
10
20
30
40
50
60
实验时间/s
电极箔图2
标定准确率对比图
对比上图可知，在相同的参数条件下，基于智能 激光投影的室内空间布局标定系统设计的标定准确 率较高，传统室内空间布局标定系统设计的标定准确 率较低。造成此种差异的主要原因在于系统硬件设
计中选择相应的激光发射器对初始激光发射参数进 行管理与查，获取准确率较高的查参数，并由此 提升系统的操作性能，排除无关因素的干扰，提升系 统操作的集中性，获得准确率较高的标定结果。而传 统系统设计不具备此项步骤操作，对此处理效果较 差，无法满足系统需求，标定准确率较低。
(2)系统标定有效率对比图
10 20 30 40 50 60
标定时间/d
图3
系统标定有效率对比图
对比上图可知，在标定时间为10 d 时，系统设计 的系统标定有效率为58%，传统系统设计的系统标定
有效率为30%，在标定时间为20 d 时，系统设计的系 统标定有效率为62% ，传统系统设计的系统标定有效 率为18%。
由于系统对数据继续投影控制与追踪定位，在较 高的程度上实现了数据的自主交换与数据操作，处理 效果较好，连接数据定位系统与中心控制系统，增强 数据自身综合保护性能，并不断选取较强的理论性操 作模块对数据进行总结与分析，清除干扰因素，同时
4.3实验结果与分析
根据上述室内空间布局标定系统设计的实验参 数进行对比实验，将基于智能激光投影的室内空间布 局标定系统设计的标定效果与传统室内空间布局标
定系统设计的标定效果进行比较，得到的标定准确率 对比图与系统标定有效率对比图如图2所示：
(1)标定准确率对比图
理系统中，利用投影数据对系统进行综合性处理，加 大对应用程序的算法管制，经过数据传导与研究不断
扩大数据的传输通道，并将传输的数据转化为程序系 统代码数据，并编制数据信息参数，加强投影处 理[13]。执行位置跟踪操作，完善系统追踪步骤，实现
元件层的组合。(2) 通信层。在通信层中选取与通信通道相符的
数据进行数据流转操作[141。强化应用程序与硬件间 的通信性能，按照系统追踪结果与标定参数加大对数 据的标定，利用通讯模块中的通讯结果连接传输层与 通信层，将连接结果进行数据集建立操作，并采用不 同的存储与数据管理模式综合数据传导实现数据间 的通信，以此提升系统的标定力度，增强系统间的数 据交流，简便数据流通步骤，提升系统标定效率[151。
(3) 管理层。在系统软件管理层中的数据需先经 过通信层的关系连接进行数据过滤，将过滤后的数据 进行数据综合管理[16]。将属于同一处理属性的数据 进行组合，选取中心标定系统进行标定结果测试，将 符合测试标准的结果进行参数设置，并将其归类到同 一操作集合中，由此实现对管理层的设计[17]。
经过上述步骤完成对系统软件的整体设计，提升 系统的辅助操作性能，增强数据管理与操控功能[18]。
4实验研究
4.1实验目的
为了检测基于智能激光投影的室内空间布局标
定系统设计的标定效果，与传统室内空间布局标定系 统设计的标定效果进行对比，并分析实验结果。4.2实验参数设置
针对智能激光投影的操作复杂性以及室内空间 布局标定的数据处理困难程度，需对其进行实验参数的设置，如下表1所示：
表
1
实验参数
项目数据智能激光投影装置
激光器标定系统多参数集成标定系统
控制系统计算机控制控制处理模式光学反应控制处理
激光光束可见光束光束样式准平行光束水平角偏转相同
系统接收器iGPS 接收器
lzr种子标定方式中心标定接收器接口数量
相等投影架多参数投影架
板簧测量系统
iGPS 测量系统
1
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史培行，等：基于智能激光投影的空间布局标定系统设计195
采取系统模块管理操作，对数据定位进行一定程度的 掌控，检测数据的可信度，同时不断强化系统结构与 组织间的关系，获取结论性较强的精准数据，提高数 据的监控程度，由此提升系统的标定有效率。
经过以上对比分析可知，基于智能激光投影的室 内空间布局标定系统设计的标定准确率与系统标定 有效率均高于传统系统设计，能够较好地完善系统功 能，提升系统主导性，并强化系统操作能力，增强定位 有效率。
5总结与展望
在传统系统设计的基础上提出了一种新式基于 智能激光投影的室内空间布局标定系统设计，该系统 设计的标定效果明显优于传统系统设计。
本系统设计分为系统硬件设计与软件设计两部 分，在系统硬件设计中，将硬件设计分为激光发射模 块、投影控制模块与追踪定位模块三个模块进行系统 分析与设计，选择R〇ck/New w a v e高功率高重频可调 皮秒超连续谱激光器对系统激光输人数据进行查 与分析，解析不同的传输数据状况，同时进行相应的 关系连接，将获取的结果参数进行解析，选用水星 M E R C U R Y M A C100无线A P控制器对激光投影数据 进行综合性处理，对比数据状况，并加强理论性分析，不断提升系统自主解析能力，借助管理系统的管理性 能调节数据激光状况，由此判别标定点位置，精确标 定信息，最后利用L
A-G T20C激光器激光定位器追踪 定位激光与标定信息，选取合适的定点方式加强数据 管控与检测，实现系统硬件设计。在系统软件设计过 程中，将软件系统划分为三个不同的数据层进行数据 分析，并获取相应的分析结果，实行对应的理论操作，最终完成对系统的整体设计。
相较于传统系统设计，本系统设计能够在一定程 度上提高系统标定准确率，减少设计成本，提升系统 工作效率，具备良好的发展空间。
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