CN102865851B - 电子水准仪用标尺 - Google Patents

Abstract

一种电子水准仪用标尺，其包括刻印有短距条形码（14）的基底，并且在所述电子水准仪用标尺中，所述短距条形码是通过按比例缩小用于常规测量的条形码（13）并且反转黑白而得到的条形码。

Description

电子水准仪用标尺

技术领域

本发明涉及一种用于电子水准仪的电子水准仪用标尺。

背景技术

作为传统的电子水准仪用标尺，已知这样一种电子水准仪用标尺：在其横截面为矩形的杆状细长部件的表面上沿着纵向以预定图案且以预定节距形成条形码。

作为条形码，沿着纵向以预定节距刻印（engrave）有沿水平方向延伸的条（黑色部分），条的宽度（沿上下方向的尺寸）按照预定关系变化。通过检测宽度的变化，可以将条的图案转换为频率，而且进一步，通过检测频率的相位，可以测量高度。

选择性地，作为另一种条形码，具有多种类型（例如七种不同宽度）的条，按照随机图案（以避免重叠图案）以相等的节距被刻印，并且通过确认图案，可以测量高度。

在上述电子水准仪用标尺中，为了能够远距离测量高度，设定图案的尺寸、电子水准仪用标尺的长度以及其他参数。因此，电子水准仪用标尺的长度长达3m到5m，并且电子水准仪用标尺在运输或操作方面（例如尺寸或重量）较为麻烦。

此外，尽管存在一种可伸长的电子水准仪用标尺，但关于尺寸、重量以及其他方面的便利性得到很大提升不太可能。

此外，由于电子水准仪的视角不大，因此在短距离测量时，仅可在视觉上确认条形码图案的一部分，进而测量的可工作性劣化。

发明内容

本发明的目的是改善电子水准仪用标尺的便携性，并且还改善运输和操作的便利性。

为了达到上述目的，根据本发明的电子水准仪用标尺包括基底，在所述基底上刻印有短距条形码，并且在所述电子水准仪用标尺上，所述短距条形码是通过按比例缩小用于常规测量的条形码并且反转黑白而得到的条形码。

进一步，在根据本发明所述的电子水准仪用标尺中，所述基底是钢卷尺的带状薄钢片。

进一步，在根据本发明所述的电子水准仪用标尺中，所述基底是带状板材料。

进一步，在根据本发明所述的电子水准仪用标尺中，在所述基底的一个表面上刻印有用于长度测量的刻度，而在另一表面上刻印有所述短距条形码，并且在所述基底的一个表面上刻印有用于常规测量的条形码，而在另一表面上刻印有所述短距条形码。

此外，在根据本发明所述的电子水准仪用标尺中，在所述钢卷尺的容器内设置有圆形气泡管。

根据本发明，所述电子水准仪用标尺包括刻印有短距条形码的基底，并且在所述电子水准仪用标尺中，所述短距条形码是通过按比例缩小用于常规测量的条形码并且反转黑白而得到的条形码。结果，可以顺畅地进行短距测量，可使所述电子水准仪用标尺小型化，并且可以改善所述电子水准仪用标尺的运输和操作的便利性。

进一步，根据本发明，在所述电子水准仪用标尺中，所述基底是钢卷尺的带状薄钢片。结果，当不用时所述基底可被紧凑地收纳，可以减小尺寸和重量，并且可以进一步改善运输和操作的便利性。

进一步，根据本发明，在所述电子水准仪用标尺中，在所述基底的一个表面上刻印有用于长度测量的刻度，而在另一表面上刻印有所述短距条形码。结果，可以进行高度测量以及简单的长度测量。

进一步，根据本发明，在所述电子水准仪用标尺中，在所述基底的一个表面上刻印有用于常规测量的条形码，而在另一表面上刻印有所述短距条形码。结果，可以实现尺寸和重量的减小，并且可以实施短距离和长距离的测量而不会劣化运输和操作的便利性。

此外，根据本发明，在所述电子水准仪用标尺中，在所述钢卷尺的容器内设置有圆形气泡管。结果，当将所述钢卷尺用作为电子水准仪用标尺时，可以保持垂直状态，并且可以改善测量精确度。

附图说明

图1是示出通过电子水准仪用标尺和电子水准仪进行的测量的示意性说明图；

图2是电子水准仪的示意性框图；

图3是示出在电子水准仪用标尺中所刻印的条形码与电子水准仪的视野之间的关系的说明图；

图4A是示出在电子水准仪用标尺中所刻印的常规条形码的简图，并且图4B是示出在电子水准仪用标尺中所刻印的短距条形码的简图；以及

图5A、图5B、图5C和图5D是当本发明应用于钢卷尺时的简图，其中图5A是拉出刻度尺的一部分的状态的前视图，图5B是被拉出的刻度尺的俯视图，图5C是被拉出的刻度尺的仰视图，图5D示出了刻度尺的横截面并且图5D是沿着图5B中的A-A截取的矢线图。

具体实施方式

通过参照附图，下面将对根据本发明的实施例进行描述。

首先，图1示出了应用根据本发明的电子水准仪用标尺的测量的概略图。

电子水准仪用标尺（在下文中称为“标尺”）1竖立在测量点处，通过电子水准仪2进行对标尺1的瞄准，读取印在或刻痕在（在下文中称为“刻印”）标尺1上的条形码3，并且测量瞄准位置处的高度h。

如图2所示，电子水准仪2具有瞄准光学系统4、线性传感器5和控制算法单元6。此外，瞄准光学系统4具有物镜单元7，其包括聚焦透镜7a，并且还具有作为用于光轴的自动补偿机构的补偿器8、射束分离器9以及目镜单元10。射束分离器9分离进入瞄准光学系统4的来自于标尺1的反射光，并且允许线性传感器5接收反射光的一部分。

控制算法单元6捕获来自线性传感器5的信号，控制信号的捕获，处理所捕获的信号，读取条形码3的图案，计算瞄准位置的高度，并且进一步，根据图案的图像的尺寸计算到标尺1的距离。

关于标尺1，在直的基底中刻印有条形码3，并且使用刻印在基底中的若干类型的条形码3的图案。

例如，存在在日本专利申请公开No. H7-4959中所公开的实例，作为在日本专利申请公开No. H7-4959中所公开的条形码的图案，刻印有以相同节距形成的两种类型的条形码的图案，并且在两种图案的其中之一中按照第一周期改变条宽，并且在另一图案中按照不同于第一周期的第二周期改变条宽。

通过处理来自线性传感器5的信号，控制算法单元6探测来自每个图案的第一周期和第二周期，并且根据第一周期与第二周期之间的相位差计算瞄准位置的高度。此外，控制算法单元6根据线性传感器5上的图像的尺寸（例如，条之间的间隔）、根据条之间间隔的实际尺寸以及根据电子水准仪2的焦距计算到电子水准仪用标尺1的距离。

此外，作为在日本专利申请公开No. H11-183164中所公开的条形码的图案，将具有不同宽度的多种类型的条视为一组，以这样一种方式刻印必要数量的组：使得所有的组具有不同的条排列。控制算法单元6读取条形码，还读取条排列，确认条和排列属于哪个组，识别一组排列，识别条排列中的位置。结果，控制算法单元6计算瞄准位置的高度。

在任何情况下，标尺1具有能够测量预定距离的长度，并且具有甚至在长距离也能够检测条形码和图案的每个条的尺寸、宽度以及间隔。因此，如上所述，标尺1具有3m到5m的长度，且标尺1大而重。此外，尽管其中一些标尺可折叠或可伸长，但便利性仍有待改善。

另外，当能够测量长距离的标尺1被用于短距离测量时，由于瞄准光学系统4的视场角不大，因此能够被置于视野4a中的条3a的数量受限，在某些情况下不能完全放置对应于一个周期的条或对应于一组的条的图案。

例如，如图3，作为只有构成图案的条3a的某些可以被获取为图像的情况，存在不能顺畅进行测量的情况或者测量困难的情况。

因此，在本实施例中，准备短距离用条形码并且将其刻印到标尺1中。图4A示出了常规条形码13，并且图4B示出了短距条形码14。注意到短距条形码14可被刻印在标尺1’中作为附加的准备，或者可被刻印在已刻印有常规条形码13的标尺1的另一表面中。

短距条形码14是通过按比例缩小常规条形码13并且反转显示黑白而获得的条形码，并且缩放比例如为50%。因此，如果常规条形码13是5m，则将短距条形码14按比例缩小为2.5m。

通过反转黑白，可以从图像可靠地确定条形码是短距条形码14。此外，由于图案与常规条形码13的图案一样，因此可以使用与用于常规条形码13的算法程序相同的算法程序来从该图案进行测量，并且如果所获得的结果可用缩放比简单地改正（转换），这就足够了。因此，短距条形码14可以同样应用于现有的电子水准仪。

注意到，作为待使用的条形码的图案，可以使用在日本专利申请公开No. H7-4959和日本专利申请公开No. H11-183164中所公开的图案或任何其他任意的图案。此外，毋庸置疑，缩小比例不限于50%，而是可以适当设定。

因此，当进行短距离测量时，例如，在房屋建设时的基础工作中，如果使用具有大约2m的长度的标尺1，这是足够的，并且会显著改善运输和操作性能。

接下来，通过参考图5，将对具有进一步改善的便利性，例如，运输或操作性能等的标尺1进行描述。

图5示出了本发明应用于钢卷尺（卷尺）的情况。

钢卷尺15是用于测量长度的刻度尺16，钢卷尺15卷起带状薄钢片并且将钢片收纳在壳体17中。尽管刻度尺16自身是柔性的，但在拉出刻度尺16的状态下，刻度尺16的横向截面弯曲，并且构造为可以保持被拉出部分的笔直状态。此外，刻度尺16可被锁定在被拉出状态，并且当将刻度尺16解锁时，通过刻度尺16自身的恢复操作将刻度尺16卷起在壳体17中。

在钢卷尺15的情况下，带状薄钢片是刻度尺16的基底，在基底的一个表面，例如凹陷弯曲的表面中刻印有用于距离测量的刻度18，并且在另一表面，例如凸出弯曲的表面中刻印有短距条形码14。

在钢卷尺15中，通过刻度18，可以进行常规的长度测量，以及当拉出刻度尺16并且将短距条形码14设定为面向电子水准仪2侧且将钢卷尺15保持为竖立状态时，可将钢卷尺15用作为用于短距的标尺1。

在使用短距条形码14的基础工作等的高度测量中，不要求高精度，如果钢卷尺15可以保持为其能够被操作者识别为竖立状态的状态就足够了。此外，在基础工作等的高度测量中，要求相对精度，不要求短距条形码14的刻印的绝对精度。因此，常规钢卷尺15具有的精度足够。

注意到，为了能够识别竖立状态，可将诸如圆形气泡管等倾斜检测器设置到壳体17上。

此外，作为刻度尺16的基底，可以采用标尺专用的钢卷尺，其与常规钢卷尺15的基底的宽度相比具有更大的宽度，例如，30mm到40mm的宽度，将常规条形码13刻印在一个表面中，并且将短距条形码14刻印在另一表面中。

根据本实施例，在刻度尺16卷起的状态下，标尺的尺寸是壳体17单独的尺寸，紧凑地收纳刻度尺16，并且可以大大地方便运输和操作。另外，标尺1自身是薄钢片，进而可以降低重量。

注意到，在上面提到的实施例中，尽管将短距条形码14刻印在钢卷尺15的刻度尺16的一个表面中，但也可将短距条形码14刻印在带状板材料的一个表面中，例如不锈钢尺的一个表面中。选择性地，可将短距条形码14刻印在折叠尺的一个表面中。

Claims (4)

1.一种电子水准仪用标尺，包括刻印有短距条形码的基底，其中所述短距条形码是通过按比例缩小用于常规测量的条形码并且反转黑白而得到的条形码，其中，所述基底是钢卷尺的带状薄钢片。

2.根据权利要求1所述的电子水准仪用标尺，其中，在所述基底的一个表面上刻印有用于长度测量的刻度，并且在另一表面上刻印有所述短距条形码。

3.根据权利要求1所述的电子水准仪用标尺，其中，在所述基底的一个表面上刻印有所述用于常规测量的条形码，并且在另一表面上刻印有所述短距条形码。

4.根据权利要求1所述的电子水准仪用标尺，其中，在所述钢卷尺的容器中设置有圆形气泡管。