CN103234517A

CN103234517A - 一种空间距离的测量方法及其测量工具

Info

Publication number: CN103234517A
Application number: CN2013101591659A
Authority: CN
Inventors: 王建岳
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-05-03
Filing date: 2013-05-03
Publication date: 2013-08-07

Abstract

本发明公开了包括如下过程：⑴先将激光空间测距仪对准一个目标物体，测量出该目标与激光空间测距仪之间的空间距离，然后保存数据，并将此目标方向的水平角度设为零度；⑵再将激光空间测距仪对准另一个目标物体，测量出第二个目标与激光空间测距仪的空间距离，同时测量出两目标物体不同方向之间的水平夹角；⑶通过激光空间测距仪里的单片机求出两目标物体之间的空间距离并在彩色显示屏上显示出来。本发明只要对着测量测程范围内的空间两点参照物分别照射一下，就可以测量测程范围内的空间任意两点之间的直线距离，适用于电力、建筑、军事、航运、安装、勘察设计、地质勘探、旅游探险以及民用等行业。

Description

一种空间距离的测量方法及其测量工具

技术领域

本发明涉及一种空间距离的测量方法及其测量工具。

背景技术

人类在日常工作和生活中，对空间距离的把握是至关重要的。比如，高压输电线路的导线对树木的空间距离不够就会引起短路跳闸故障，终止供电，因此必须经常监视、测量这个距离。

目前，激光测距仪作为非接触式测量距离的仪器，已被广泛应用，测量后能够立即提供测距仪与目标物体的水平、高差和空间距离，以及水平角度。但是，现有的激光测距仪都是“单点式”，即：仅仅测量测距仪与目标物体之间的距离，而我们最终需要的根本不是这个距离，而是一个目标物体与另一个目标物体之间的空间距离！如测量电力导线对树木的距离时，我们只能先测量树木的高度，再测量电力导线的高度（求出高差），然后再测量树木与导线之间的水平距离，最后根据直角三角函数计算出树木与导线之间的空间距离（又称净空距离）。造成如此复杂的原因就是因为“单点激光测距仪”不能够直接“站在”一个目标物体上，去测量另一个目标物体。

另外，现有的激光测距仪都是采用望远镜式瞄准方法（不变焦），有两个缺点：1、视场小，不宜于快速捕捉目标，尤其是中、短程目标。2、没有变焦系统，观察镜头里的瞄准星在物体上所占的面积大小，随着测量距离的远近而变化；加上瞄准时手不可避免的抖动和眨眼，因此，难以捕捉、测定小目标和远处凸出物体，比如电力导线、树尖等，往往造成测量不出数据或数据极为不准的现象。因此，这类测距仪有“靠不住”的名声。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以测量测程范围内的空间任意两点之间的直线距离的方法及其测量工具。

本发明采用的技术方案是：一种空间距离的测量方法，其特征在于：包括如下过程：⑴先将激光空间测距仪对准一个目标物体，测量出该目标与激光空间测距仪之间的空间距离，然后保存数据，并将此目标方向的水平角度设为零度；

⑵再将激光空间测距仪对准另一个目标物体，测量出第二个目标与激光空间测距仪的空间距离，同时测量出两目标物体不同方向之间的水平夹角；

⑶通过激光空间测距仪里的单片机求出两目标物体之间的空间距离并在彩色显示屏上显示出来。

一种上述激光空间测距仪，其特征在于：包括有激光发射系统、激光接收系统、瞄准系统、测量系统、单片机、微电机，所述激光发射系统由单束窄带激光发射器和发射物镜组成；激光接收系统由高感光度的CCD 和接收物镜组成；测量系统由带三轴磁阻传感器的微型数字罗盘和带三轴加速度传感器的微型数字倾角测量仪组成，其中微型数字罗盘和微型数字倾角测量仪与单片机相连，单片机同时还与激光发射器相连并控制。

所述瞄准系统由反射镜组、含红圈瞄准星的分划板、5倍光学变焦透镜组、CCD 和LCD彩屏组成，反射镜组由发射键和附带的阻尼器控制其开合，变焦透镜组由微电机控制其伸缩。

本发明还设有由CCD和内存卡组成的照相存储系统。

本发明将带来如下有益效果:

1、本发明比现有测距仪便捷，如测量墙到墙的距离，不需要去墙壁将测距仪靠在墙壁上，也不需要读数后再加上测距仪的长度，而只要对着两墙壁分别照射一下，就可以立即读出墙到墙的距离。

2、本发明比现有测距仪功效高几倍，如测量一个不规则四边形的周长，现有测距仪至少必须到相对的两个角测量，才能得到四个边长的数据。而本发明只要站在四角的任意角上，就能测量出四个边长的数据，不但一次完成，并且省去了空间位置移动的时间和精力。

3、本发明比现有测距仪降低用工成本，这是因为本发明使用简单，比如测量导线对树木的净空距离，现有测距仪要测量三次，还要计算，而本发明测量两次，数据直接读出。因此，一般人员都可以胜任，不需要派技术人员，从而降低用工成本。

4、本发明比现有测距仪准确、快速，有时因为电力导线太高而显得很细，现有测距仪的光学瞄准器根本测量不出真实的数据（往往测量的是导线后面物体的数据）。而在3英寸LCD彩屏上，5倍光学变焦LCD瞄准方式和后置红圈分划板的运用，完全解决了这种的问题，提高了测距仪的准确性，并且瞄准的速度大大加快，从而提高劳动生产率。

5、本发明比现有测距仪扩展功能多而实用：本发明具有的照相存储功能，不仅一机多用，提高工作效率，而且可以与现有的电脑、投影等数码电子设备有机结合，对测量结果进行室内校核、讲解、应用和推广。

总之，本发明只要对着测量测程范围内的空间两点参照物分别照射一下，就可以测量测程范围内的空间任意两点之间的直线距离，适用于电力、建筑、军事、航运、安装、勘察设计、地质勘探、旅游探险以及民用等行业。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明单点测量流程图；

图3是本发明第二点测量流程图；

图4是本发明在单点的空间距离测量结果的显示图；

图5是本发明在两点之间的空间距离测量结果的显示图；

图中，1是激光发射器，2是反射镜，3是分划板，4是5倍光学变焦透镜组，5是发射物镜，6是接收物镜，7是照相储存键，8是水平角键，9是发射键，10是调焦瞄准键，11是开机键，12是高感光度的CCD，13是微型数字罗盘，14是单片机，15是LCD，16是电源系统，17是微型数字倾角测量仪，18是红圈瞄准星，19是集成电路板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实例对本发明作进一步说明：

从图1可知，本发明包括有激光发射系统、激光接收系统、瞄准系统、测量系统、单片机、微电机，所述激光发射系统由单束窄带激光发射器和发射物镜组成；激光接收系统由高感光度的CCD 和接收物镜组成；瞄准系统由反射镜组、含红圈瞄准星的分划板、5倍光学变焦透镜组、CCD 和LCD彩屏组成，反射镜组由发射键和附带的阻尼器控制其开合，变焦透镜组由微电机控制其伸缩；测量系统由带三轴磁阻传感器的微型数字罗盘和带三轴加速度传感器的微型数字倾角测量仪组成，其中微型数字罗盘和微型数字倾角测量仪与单片机相连，单片机同时还与激光发射器及LCD彩屏相连并控制。

本发明还设有由CCD和内存卡组成的照相存储系统。

本发明的工作原理如下：

一、瞄准目标物：如图2中的测量流程，按开机键，电源系统启动，CCD开始工作，外部光线由发射物镜进入，经光学变焦透镜组，分划板，再经反射镜组发射，光线最后到达CCD，这时，LCD彩屏上就会显示发射物镜所对应的景物图像和分划板上的红圈瞄准星。利用调焦瞄准键进行光学调焦，可以将小的或者远处的物体拉近清晰显现，并瞄准在红圈之内。如果我们想照相储存，现在可以按照相储存键。

二、发射激光进行测量（第一点）：按发射键，反射镜组将立即抬起，激光发射器发射的激光经分划板、变焦镜组、发射物镜发射出去；很快，激光回波经接收物镜被CCD接收，微型数字倾角测量仪也同时工作，距离和倾角信息被送到单片机进行计算，并在LCD彩屏上显示如图4的测量结果，同时，测距仪将自动保存N个测量结果。

反射镜组在激光发射后将自动复位，已备下次瞄准。

三、瞄准第二点：如图3中的测量流程，在瞄准第二点之前，按下水平角键，此时，微型数字罗盘工作，核定第一点方向与地球磁场的夹角，并将此夹角归为零度。如果不按水平角键，测距仪将自动认为再进行一次单点测距。

之后，重复第一项的瞄准工作。

四、第二点测量：按发射键，测距仪在微型数字罗盘的参与下，将重复第一点的工作，但在LCD彩屏上显示的测量结果如图5所示，即第一点至第二点的空间距离，同时测距仪自动保存测量结果。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种空间距离的测量方法，其特征在于：包括如下过程：

⑴先将激光空间测距仪对准一个目标物体，测量出该目标与激光空间测距仪之间的空间距离，然后保存数据，并将此目标方向的水平角度设为零度；

2.一种权利要求1中所述的激光空间测距仪，其特征在于：包括有激光发射系统、激光接收系统、瞄准系统、测量系统、单片机、微电机，所述激光发射系统由单束窄带激光发射器和发射物镜组成；激光接收系统由高感光度的CCD 和接收物镜组成；测量系统由带三轴磁阻传感器的微型数字罗盘和带三轴加速度传感器的微型数字倾角测量仪组成，其中微型数字罗盘和微型数字倾角测量仪与单片机相连，单片机同时还与激光发射器相连并控制。

3.根据权利要求2所述的激光空间测距仪，其特征在于：所述瞄准系统由反射镜组、含红圈瞄准星的分划板、5倍光学变焦透镜组、CCD 和LCD彩屏组成，反射镜组由发射键和附带的阻尼器控制其开合，变焦透镜组由微电机控制其伸缩。

4.根据权利要求2所述的激光空间测距仪，其特征在于：还设有由CCD和内存卡组成的照相存储系统。