CN100462736C - 高精度激光折角测量方法及系统 - Google Patents
高精度激光折角测量方法及系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN100462736C CN100462736C CNB2006100194962A CN200610019496A CN100462736C CN 100462736 C CN100462736 C CN 100462736C CN B2006100194962 A CNB2006100194962 A CN B2006100194962A CN 200610019496 A CN200610019496 A CN 200610019496A CN 100462736 C CN100462736 C CN 100462736C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- laser
- range finder
- laser range
- displacement
- high accuracy
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims abstract description 31
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000002146 bilateral effect Effects 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 4
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 claims description 3
- 230000003760 hair shine Effects 0.000 claims description 3
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 claims description 3
- 241000209094 Oryza Species 0.000 claims 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 4
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明公开了一种高精度激光折角测量方法及系统。它是利用激光测距仪对被测物体的位移进行测量，所述在激光测距仪的激光光路上设有反射镜，在被测物体表面相对应的设置的反射镜；激光测距仪将测量信号通过A/D转换模块传送给PC处理机处理显示位移值和/或输出控制信号。该高精度激光折角测量系统在激光光路上设有反射镜，这样通过激光折射实现测量；它解决了当测量空间狭小时，按现有测量方法，测量设备无法安装实现直线测量的问题；本发明的测量系统测量精度达到0.1mm；而该系统中在进行测量时，还能实现单级测量报警控制、双级测量滑差报警控制。它特别适用于是空间狭小的地方进行位移测量。
Description
技术领域
本发明属于激光测量技术，具体涉及一种利用激光测距仪进行高精度的、折角测量控制的高精度激光折角测量方法及系统。
背景技术
激光测位移最常见的方法是激光三角法测位移，其基本原理是，用一束激光以某一角度聚焦在被测物体表面，然后从另一角度对物体表面上的激光光斑进行成像，物体表面激光照射点的位置高度不同，所接受散射或反射光线的角度也不同，用CCD光电探测器测出光斑像的位置，就可以计算出主光线的角度，从而计算出物体表面激光照射点的位置高度。当物体沿激光线发生移动时，测量结果将发生改变，从而实现用激光测量物体的位移。这种方法不能适用于空间狭小的地方进行位移测量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能在狭小的空间实现高精度激光位移变化监测，进而实现控制的高精度激光折角测量方法及系统，以解决上述问题。
实现本发明目的之一的技术方案为：它包括激光测距仪，A/D转换模块，PC处理机，其特征在于所述激光测距仪采用左右两套，激光测距仪的激光光路上设有折角反射镜；在被测物体表面相对应的可设置的反射镜；激光测距仪的激光束经经过折角反射镜折射后照射到被测物体表面，经被测物体表面的反射镜反射后再经反射镜折射返回激光测距仪；它还包括用以接收PC处理机输出信号的报警系统，报警系统实现单侧位移报警和/或双测位移滑差报警。
它还包括接收D/A转换模块输出信号的的控制继电器。
所述激光测距仪采用激光测距仪采用高精度激光测距仪，最小测量距离为0.1米的高精度激光测距仪，如LRFS—0040—1/2激光测距仪。
采用双激光测距仪采用两套进行双向测量。
实现本发明目的之二的技术方案为：它是利用激光测距仪对被测物体的位移进行测量，所述在激光测距仪的激光光路上设有折角反射镜；激光测距仪将测量信号通过A/D转换模块传送给PC处理机处理显示位移值和/或输出控制信号；所述采用双激光测距仪进行双向测量；所述PC处理机处理信号的输出控制单侧位移报警和/或双侧位移滑差报警。
所述A/D转换模块中采用COM口及并采用高的波特率，不能采用组态方式。
所述激光测距仪采用激光测距仪采用高精度激光测距仪，激光测量精度0.1mm/10米内，如LRFS—0040—1/2激光测距仪。
所述采用双激光测距仪采用两套进行双向测量。
所述PC处理机处理信号的输出控制单级测量报警和/或双级测量滑差报警。
单侧位移报警和/或双侧位移滑差报警可采用三级报警。
LRFS—0040—1/2型激光测距仪是通过计算发射和接收反射回来的激光的时间差，用微处理器计算出相应相位偏移所对应的物体间距离，从而测量出物体的位移的。
该高精度激光折角测量系统在激光光路上设有反射镜，这样通过激光折射实现测量；它解决了当测量空间狭小时，按现有测量方法，测量设备无法安装实现直线测量的问题；而经检索国内外尚未见采用本发明方法即激光折角法进行测量的。本发明的测量系统测量精度高，其精度达到0.1mm；而该系统中在进行测量时，还能实现单侧位移报警控制、双侧位移滑差报警控制。该方法简单，系统设备少；适用于各种测量场合，特别是空间狭小的地方进行位移测量，如船舶机舱内。
附图说明
图1高精度激光折角测量系统框图
图2激光测距仪及反射镜结构示意图
图3高精度激光折角测量系统测量示意图
图4高精度激光折角测量方法流程示意图
图5PC位移监控系统界面示意图
图6报警参数设置界面示意图
具体实施方式
如图1所示，激光测距仪采用LRFS—0040—1/2激光测距仪，它是能精确测量距离从0.1米到并超过100米的激光测距仪。激光测距仪的信号经A/D转换模块转换后，通过RS232传输端口将信号传送给PC处理机，PC处理机处理后进行声光报警，PC处理机的控制信号通过D/A转换模块输出信号的控制继电器，实现控制。PC处理机可采用触摸屏式工控机。
如图2所示，LRFS—0040—1/2激光测距仪1固定在底座2上，底座2上设反射镜3，反射镜3将LRFS—0040—1/2激光测距仪1发出的激光束折角90度后进行测量。
如图3所示，它是将本系统用于船舶上，在船舶上由于船舶舱室空间狭小及辅推装置运动的特殊性要求激光传感器不能像一般工业用的激光传感器那样垂直安装。采用本发明确定为折角测量方案。采用左右两套LRFS—0040—1/2激光测距仪1，LRFS—0040—1/2激光测距仪1激光束经经过反射镜3折射后照射到辅推装置的翼板上，经翼板5上的反射镜4反射后再经反射镜3折射返回激光测距仪1。激光传感器接受到返回激光后，经内部相位延迟处理电路计算出辅推装置位移的精确距离。
如图4所示，左右激光测距仪的测量信号经A/D转换模块，A/D转换模块采用RemoDAQ8017进行转换，采用COM口及并采用高的波特率，波特率不低于115200。A/D转换模块输出信号给PC处理机进行处理，数据处理包括校验和:校验和帮助检测系统内部数据通讯是否有错误，如果校验和不正确，设备将不予回答；计算出相应相位偏移所对应的物体间距离，从而测量出物体的位移；左、右位移上下限设置，1、2、3级报警报警设置，包括单侧位移报警和双侧位移滑差值设置；左右位移轨迹曲线生成；滑差计算公式：△δ＝△1-△2。PC位移监控系统界面如图5所示，报警参数设置界面如图6所示。
本系统采用单侧传感器和双侧传感器的三级报警机制，可以有效地保证辅推装置的正常平稳的运行。单侧传感器的三级报警机制是，第一级报警，当辅推位移偏差量刚好达到报警值0.01m时，发出光报警，报警灯不停的闪烁，若位移偏差量继续增大，则报警灯不停的闪烁，若位移偏差量回复到正常值时，则报警灯停止闪烁，不报警，这样就可以有效地防止误报警；第二级报警，当位移偏差量达到0.015m时，报警系统发出声、光混合报警，这时操作人员要提高警惕，查找原因，并消除报警；第三级报警，当位移偏差量继续增大，达到极限报警值0.02m时，报警系统就会自动切断辅推装置电动机的电源，使辅推装置停止运行，排出故障的原因后，装置才能再一次启动，以达到保护装置的作用。双侧传感器的三级报警机制是，当辅推装置监测的左右激光传感器测量的位移滑差达到报警值0.01m(系统可以设定不同值)时，系统开始报警，当滑差继续增大，与单级传感器报警形式一样，三级报警分为闪光报警，声、光混合报警，辅电机停电。滑差报警检测的是辅推装置在水下运行时的变形程度，可以为系统的安全运行提供更可靠的保证。第三级报警中，PC处理机的控制输出信号经D/A转换模块输出控制继电器工作。D/A转换模块采用RemoDAQ8042。图4仅显示滑差报警流程，单侧报警的流程与滑差报警流程一样未示。
Claims (6)
1.一种高精度激光折角测量系统，它包括激光测距仪，A/D转换模块，PC处理机，其特征在于所述激光测距仪采用左右两套，激光测距仪的激光光路上设有折角反射镜；在被测物体表面相对应的可设置的反射镜；激光测距仪的激光束经经过折角反射镜折射后照射到被测物体表面，经被测物体表面的反射镜反射后再经反射镜折射返回激光测距仪；它还包括用以接收PC处理机输出信号的报警系统，报警系统实现单侧位移报警和/或双侧位移滑差报警。
2.如权利要求1所述高精度激光折角测量系统，其特征在于它还包括接收D/A转换模块输出信号的控制继电器。
3.如权利要求1所述高精度激光折角测量系统，其特征在于所述激光测距仪采用高精度激光测距仪，激光测量精度0.1mm/10米内。
4.一种高精度激光折角测量方法，它是利用激光测距仪对被测物体的位移进行测量，所述在激光测距仪的激光光路上设有折角反射镜；激光测距仪将测量信号通过A/D转换模块传送给PC处理机处理显示位移值和/或输出控制信号；所述采用双激光测距仪进行双向测量；所述PC处理机处理信号的输出控制单侧位移报警和/或双侧位移滑差报警。
5.如权利要求4所述高精度激光折角测量方法，其特征是所述A/D转换模块的波特率不低于115200。
6.如权利要求4所述高精度激光折角测量方法，其特征是所述激光测距仪采用高精度激光测距仪，激光测量精度0.1mm/10米内。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100194962A CN100462736C (zh) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 高精度激光折角测量方法及系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNB2006100194962A CN100462736C (zh) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 高精度激光折角测量方法及系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1900739A CN1900739A (zh) | 2007-01-24 |
| CN100462736C true CN100462736C (zh) | 2009-02-18 |
Family
ID=37656663
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB2006100194962A Expired - Fee Related CN100462736C (zh) | 2006-06-29 | 2006-06-29 | 高精度激光折角测量方法及系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN100462736C (zh) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102023129A (zh) * | 2010-10-19 | 2011-04-20 | 浙江大学 | 多层衬垫系统逐级加载斜坡试验装置 |
| CN106679593B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-08-02 | 山东中科计量有限公司 | 一种基于到达时间的恒温环境的角度校准装置及校准方法 |
| CN106679592B (zh) * | 2016-12-30 | 2019-11-01 | 山东美尔特精工制造有限公司 | 一种角度校准装置及校准方法 |
| CN110132181B (zh) * | 2019-06-21 | 2024-04-30 | 河北交通职业技术学院 | 图像与激光相结合的火炮身管高低角测量装置及测量方法 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464115A (en) * | 1981-12-23 | 1984-08-07 | Detras Training Aids Limited | Pulsed laser range finder training or test device |
| CN2114140U (zh) * | 1992-01-03 | 1992-08-26 | 天津大学 | 用于步距测量的双光路激光测量装置 |
| CN1112672A (zh) * | 1994-05-24 | 1995-11-29 | 方础股份有限公司 | 激光测距方法 |
| JPH1048337A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Hitachi Ltd | レーザ測距装置およびレーザ測距方法 |
| CN2343033Y (zh) * | 1998-08-18 | 1999-10-13 | 谢纯 | 汽车防撞指示装置 |
| CN1240270A (zh) * | 1999-07-02 | 2000-01-05 | 清华大学 | 目标空间位置及姿态激光跟踪测量系统及其测量方法 |
| CN1632456A (zh) * | 2005-01-04 | 2005-06-29 | 李小路 | 双激光器实时测量机翼变形的方法 |
-
2006
- 2006-06-29 CN CNB2006100194962A patent/CN100462736C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4464115A (en) * | 1981-12-23 | 1984-08-07 | Detras Training Aids Limited | Pulsed laser range finder training or test device |
| CN2114140U (zh) * | 1992-01-03 | 1992-08-26 | 天津大学 | 用于步距测量的双光路激光测量装置 |
| CN1112672A (zh) * | 1994-05-24 | 1995-11-29 | 方础股份有限公司 | 激光测距方法 |
| JPH1048337A (ja) * | 1996-08-07 | 1998-02-20 | Hitachi Ltd | レーザ測距装置およびレーザ測距方法 |
| CN2343033Y (zh) * | 1998-08-18 | 1999-10-13 | 谢纯 | 汽车防撞指示装置 |
| CN1240270A (zh) * | 1999-07-02 | 2000-01-05 | 清华大学 | 目标空间位置及姿态激光跟踪测量系统及其测量方法 |
| CN1632456A (zh) * | 2005-01-04 | 2005-06-29 | 李小路 | 双激光器实时测量机翼变形的方法 |
Non-Patent Citations (6)
| Title |
|---|
| 光电测距仪的室内检定. 陶香琴.计量技术，第10期. 2000 |
| 光电测距仪的室内检定. 陶香琴.计量技术，第10期. 2000 * |
| 外置式激光跟踪测距系统球形跟踪伺服机构的研究. 邱宗明，朱凌建，黄玉美.机械科学与技术，第23卷第7期. 2004 |
| 外置式激光跟踪测距系统球形跟踪伺服机构的研究. 邱宗明，朱凌建，黄玉美.机械科学与技术，第23卷第7期. 2004 * |
| 数控机床直线定位精度测量中激光测距仪镜头的快速调整. 宋巧莲.机械，第31卷第12期. 2004 |
| 数控机床直线定位精度测量中激光测距仪镜头的快速调整. 宋巧莲.机械，第31卷第12期. 2004 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1900739A (zh) | 2007-01-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102645253B (zh) | 一种光电式连续液位测量方法及装置 | |
| CN111656148B (zh) | 填充水平测量设备 | |
| CN100462736C (zh) | 高精度激光折角测量方法及系统 | |
| US11976955B2 (en) | Portable fluid level monitoring device and method | |
| CN106289454B (zh) | 液位计量尺及应用其的液位计校准方法 | |
| US7259384B2 (en) | Fluid level optical detector with float having opaque and transmissive portions | |
| EP0541501A1 (en) | Method and apparatus for continuous measurement of liquid flow velocity | |
| SE515352C2 (sv) | Kopplingsanordning för en passagerarbrygga | |
| CN104613874B (zh) | 一种测距仪及测距方法 | |
| CN201662420U (zh) | 干式气柜柜位计量与活塞倾斜度检测一体化装置 | |
| JPH06293291A (ja) | 船舶の喫水測定装置 | |
| CN109444170A (zh) | 一种新型压力管道内壁表观缺陷检测系统 | |
| CN109916477A (zh) | 一种超声液位计现场校准装置及方法 | |
| CN117537885A (zh) | 一种油位判别装置及方法 | |
| KR20170074519A (ko) | Lng 탱크 검사장치 및 방법 | |
| KR20130014706A (ko) | 초음파 센서를 이용한 수위 감지 시스템 | |
| JP5578493B2 (ja) | 給油装置 | |
| JP2006017492A (ja) | ホルダー内ピストンの傾斜測定装置 | |
| CN105424145B (zh) | 燃油测量装置、油箱、车辆以及燃油测量方法 | |
| CN110530451A (zh) | 多功能储罐液位仪 | |
| CN204495326U (zh) | 一种测距仪 | |
| CN204241019U (zh) | 一种基于超声波衰减原理的液位检测和流量监测装置 | |
| CN201028969Y (zh) | 一种船舶水尺 | |
| CN202216742U (zh) | 双通道法超声流量计时间差检测装置 | |
| CN210374997U (zh) | 一种尺寸测量装置及尺寸测量系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C56 | Change in the name or address of the patentee |
Owner name: CHINA PEOPLE S LIBERATION ARMY NAVAL ENGINEERING U Free format text: FORMER NAME: LIANG QIANCHAO |
|
| CP03 | Change of name, title or address |
Address after: Department of scientific research, Institute of industry and technology, No. 717 Jiefang Road, Hubei, Wuhan Patentee after: Navy Engineering Univ. PLA Address before: Hubei province Wuhan City Qiaokou District Naval University of Engineering Department of power engineering, room 406 Patentee before: Liang Qianchao |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20090218 Termination date: 20140629 |
|
| EXPY | Termination of patent right or utility model |