本课题研究的主要目的在于利用激光束通过柱面透镜产生的激光平面作为基准平面,并依靠激光平面的稳定性来进行系统的精密测量。激光平面作为一种新型的基准平面,现在可以应用到许多领域当中,在大型工程施工测量、农业土地平整、子弹和炮弹速度检测以及精密测量等方面有着广泛的应用,开展这方面的基础研究是很有意义的。本课题采用现代传感技术和现代数字信号处理技术,在充分理解激光平面的发生及工作原理的基础上,结合光电检测信息技术和单片机技术,产生一种新型的测量手段和方法。与传统的扫描法形成激光平面的方法相比,原理简单,结构紧凑,实现方便。课题完成了激光平面的产生,光电接收装置的设计以及基于单片机的数据采集处理电路的软硬件的设计和调试工作,最终整套装置可以用于精密测量领域中的平面测量当中。通过大量的实验表明,整个系统的不确定度优于0.003mm,系统的分辨力优于0.005mm,并且具有良好的稳定性。本课题的研究内容主要包括以下三个方面:1、通过柱面透镜形成激光平面的理论分析,利用半导体激光器、准直透镜及柱面透镜等形成激光平面作为测量的基准平面。2、激光平面信号采集的模块设计,根据课题的需要,选择日本Hamamatsu公司S3931型PSD,结合现代电子设计技术,完成了PSD输出信号的处理电路设计工作。3、单片机数据采集及处理系统的设计。利用现代数字信号处理技术构建了激光平面位置信号的数据采集和信号处理的软硬件系统。现以完成了整个系统的硬件电路和处理软件的设计和调试工作。本课题的特色主要有:A、利用柱面透镜得到了激光平面的方法,和扫描法得到激光平面相比,具有原理简单,结构紧凑,实现方便等优点。B、采用了PSD作为接收的光电器件,电路简单,并充分利用了PSD位置分辨力高,响应快的特点。C、系统与单片机结合,简化了系统电路。