激光三角測量傳感器通過測量從目標(biāo)表面反射來確定目標(biāo)的位置。“發(fā)射器”（激光二極管）將一個(gè)光點(diǎn)投射到目標(biāo)上，其反射通過光學(xué)設(shè)備或“接收器”上的光學(xué)透鏡聚焦。如果目標(biāo)從參考點(diǎn)改變其位置，則檢測器上的反射光點(diǎn)的位置也會(huì)改變。信號(hào)激光器的調(diào)節(jié)電子器件檢測接收元件上的光點(diǎn)位置，并且在線性化和附加的數(shù)字或模擬信號(hào)調(diào)節(jié)之后，提供與目標(biāo)位置成比例的輸出信號(hào)。
這種布置中最關(guān)鍵的元件是接收器，它可以采用兩種形式中的一種：位置敏感器件（PSD）或電荷耦合器件（CCD）， PSD三角測量已經(jīng)存在了大約25年，因此傾向于主導(dǎo)該領(lǐng)域。在“理想”條件下，PSD傳感器表現(xiàn)出期待，然而，PSD接收器的可靠性和可重復(fù)性受到目標(biāo)性質(zhì)的許多“真實(shí)世界”變化的影響。
例如，如果表面條件目標(biāo)紋理或傾斜變化，這將改變光點(diǎn)的形狀，改變光分布的中心，并引起PSD元素的輸出的變化，即使真正的“Z”位置目標(biāo)沒有改變。PSD系統(tǒng)對(duì)光強(qiáng)度也非常敏感，如果這種情況發(fā)生變化而光斑位置保持不變，則會(huì)導(dǎo)致輸出變化 - 目標(biāo)顏色變化的凈效果相同。
CCD激光器大約在十年前首次出現(xiàn)在歐洲，并幫助克服了PSD技術(shù)的許多局限性。然而，激光器對(duì)改變表面狀況的響應(yīng)速度仍然受控制微處理器的限制。如果表面狀況快速變化，則設(shè)備無法快速反應(yīng)，導(dǎo)致測量誤差。但技術(shù)仍在繼續(xù)。今天，最新的CCD元件和DSP器件幾乎消除了基于CCD的接收器的這些早期缺點(diǎn)。
智能CCD激光器現(xiàn)在可以自發(fā)地對(duì)變化的表面條件做出反應(yīng)，無論表面紋理或顏色如何，都能獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。目標(biāo)對(duì)準(zhǔn)現(xiàn)在不是問題，并且消除了雜散和二次反射的影響，因?yàn)镃CD元件僅作為光強(qiáng)度而不是光量的函數(shù)。為了獲得穩(wěn)定的測量結(jié)果，CCD檢測器只需要1％的漫反射率，因此黑色或閃亮的目標(biāo)不再存在它們過去帶來的問題。
CCD元件是數(shù)字像素化陣列檢測器，具有1,024個(gè)離散電壓，表示落在檢測器的每個(gè)像素上的光量。CCD元件檢測器可以攜帶1,024 x 1,024條光強(qiáng)度信息。借助功能強(qiáng)大的DSP設(shè)備完全“觀察”成像光斑的強(qiáng)度分布，然后將圖像處理結(jié)合到線性三角測量中。強(qiáng)度分布的后期數(shù)據(jù)處理使得能夠克服由非理想目標(biāo)引起的幾乎所有問題。
DSP找到具有最高光強(qiáng)度的單個(gè)像素，并使用算法通過解釋相鄰像素的光強(qiáng)度來執(zhí)行子像素分辨率。閾值處理技術(shù)用于丟棄與雜散和二次反射有關(guān)的不需要的信息，這將導(dǎo)致PSD接收器改變其輸出。智能CCD傳感器還根據(jù)從目標(biāo)接收的反射光量，使用閉環(huán)控制來調(diào)節(jié)發(fā)射激光的功率。無論目標(biāo)顏色或其表面紋理如何，都實(shí)現(xiàn)了傳感元件的最佳光強(qiáng)度。
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