CN104360349A - 手持式激光测距仪 - Google Patents

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赵云鹏
叶青
刘嘉茵
夏英利
赵连
汤德芸
杜影
王红媛
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    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only

Abstract

本发明提出了一种手持式激光测距仪，包括：壳体、设于所述壳体内的控制电路板及设于所述壳体上的第一激光指示灯、第二激光指示灯及/或第三激光指示灯、第四激光指示灯，所述控制电路板上设有计算处理模块、激光发射模块、激光接收模块及显示模块；所述激光发射模块控制所述第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯及第四激光指示灯发射测量光信号至待测物体，并通过所述激光接收模块接收所述待测物体的反射光信号，所述计算处理模块根据所述测量光信号及反射光信号计算得到所述待测物体的宽度距离或高度距离，并通过显示模块进行显示。本发明大大方便了进行随时随地进行测距，提高了激光测距的准确度及有效性。

Description

手持式激光测距仪
技术领域
本发明涉及激光测距技术领域，特别涉及一种手持式激光测距仪。 
背景技术
随着建筑行业的日益兴起，各类测量仪器已经琳琅满目，测量方法也日趋简单快捷，尤其是监理单位和施工单位，需要验收各种建筑的空间高度和宽度，一个方便快捷的测量工具必不可少。 
激光测距仪是一种利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。激光测距仪重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，其误差仅为其它光学测距仪的五分之一到数百分之一。 
激光测距仪通常包括手持激光测距仪和望远镜式激光测距仪的两类，其中，手持激光测距仪目前使用范围最广，其测量距离一般在200米内，精度在2mm左右，在功能上除能测量距离外，还能计算测量物体的体积。 
现有的激光测距仪通常只能测量一个方向，而且测量时为了保证测量的准确度，需要将激光测距仪的底部靠墙或者靠地面，这无疑给使用带来了很大的不便。 
发明内容
本发明的目的是提出一种手持式激光测距仪，能大大方便进行随时随地进行测距，提高激光测距的准确度及有效性。 
为达到上述目的，本发明提出了一种手持式激光测距仪，包括：壳体、设于所述壳体内的控制电路板及设于所述壳体上的第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯及第四激光指示灯，所述控制电路板上设有计算处理模块、分别连接于所述计算处理模块的激光发射模块、激光接收模块及显示模块； 
其中，所述第一激光指示灯与第二激光指示灯的出光方向相反，所述第三激光指示灯与第四激光指示灯的出光方向相反；所述激光发射模块控制所述第一激光指示灯、第二激光指示灯及/或第三激光指示灯、第四激光指示灯发射测量光信号至待测物体，并通过所述激光接收模块接收所述待测物体的反射光信号，所述计算处理模块根据所述测量光信号及反射光信号计算得到所述待测物体的宽度距离及/或高度距离，并通过显示模块进行显示。
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体包括前表面、两相对设置的左侧面、右侧面及两相对设置的上表面、下表面，所述左侧面、右侧面及上表面、下表面均垂直于所述前表面，所述第一激光指示灯设于所述左侧面上，所述第二激光指示灯设于所述右侧面上，所述第三激光指示灯设于所述上表面上，所述第四激光指示灯设于所述下表面。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体的前表面还设有第五激光指示灯，其在所述激光发射模块控制下发射沿垂直于所述前表面的测量光信号至待测物体。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体的左侧面或右侧面还设有凹槽及滑动设于所述凹槽中的方向切换按钮，通过所述方向切换按钮在凹槽中滑动，从而控制第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯、第四激光指示灯及第五激光指示灯的开启或关闭。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述方向切换按钮位于凹槽的一端，所述第五激光指示灯开启点亮；所述方向切换按钮位于凹槽的中部，所述第一激光指示灯及第二激光指示灯开启点亮；所述方向切换按钮位于凹槽的另一端时，所述第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯及第四激光指示灯同时开启点亮。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体的左侧面还设有连接于所述控制电路板的预测量按钮，用于启动计算处理模块记录测量时光信号及反射光信号的数据。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体的上表面还设有连接于所述显示模块的显示屏，用于显示所述待测物体的宽度距离及/或高度距离。 
进一步，在上述的手持式激光测距仪中，所述壳体的上表面设有用于调整所述壳体处于水平位置的十字水平仪。 
本发明手持式激光测距仪大大方便了进行随时随地进行测距，提高了激光测距的准确度及有效性。 
  
附图说明
图1为本发明手持式激光测距仪的正视图； 
图2为图1的手持式激光测距仪的左视图；
图3为图1的手持式激光测距仪的右视图；
图4为图1的手持式激光测距仪的仰视图；
图5为本发明手持式激光测距仪的控制电路板的结构示意图；
图6a为本发明手持式激光测距仪的原理示意图；
图6b为本发明手持式激光测距仪的另一原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。 
请参阅图1至图5，本发明手持式激光测距仪包括壳体1、设于所述壳体1内的控制电路板2及设于所述壳体1上的第一激光指示灯3、第二激光指示灯4、第三激光指示灯5及第四激光指示灯6，所述控制电路板2上设有计算处理模块10、分别连接于所述计算处理模块10的激光发射模块20、激光接收模块30及显示模块40；其中，所述第一激光指示灯3与第二激光指示灯4的出光方向相反，所述第三激光指示灯5与第四激光指示灯6的出光方向相反；所述激光发射模块20控制所述第一激光指示灯3、第二激光指示灯4及/或第三激光指示灯5、第四激光指示灯6发射测量光信号至待测物体（图未示），并通过所述激光接收模块30接收所述待测物体的反射光信号，所述计算处理模块10根据所述测量光信号及反射光信号计算得到所述待测物体的宽度距离及/或高度距离，并通过显示模块40进行显示。 
其中，所述壳体1大致为长方体，其包括前表面11、两相对设置的左侧面12、右侧面13及两相对设置的上表面14、下表面15，所述左侧面12、右侧面13及上表面14、下表面均垂直于所述前表面11，所述第一激光指示灯3设于所述左侧面12上，所述第二激光指示灯4设于所述右侧面13上，所述第三激光指示灯5设于所述上表面14上，所述第四激光指示灯6设于所述下表面15。这样，就使得所述第一激光指示灯3与第二激光指示灯4的出光方向相反，同时，所述第三激光指示灯5与第四激光指示灯6的出光方向相垂直，即在待测物体例如房间内，在保证手持式激光测距仪的上表面14处于水平状态时，可同时朝向两侧、上方及前方发射测量光信号，以得到所述手持式激光测距仪所在测量点距离的待测物体的两侧面、顶面及前面的距离，继而计算出待测物体的宽度距离及高度距离。 
所述壳体1的上表面14设有十字水平仪7，用于调整所述壳体1处于水平位置，其包括十字架71及设于所述十字架71中的水准泡73；测量时，调整所述水准泡73位于所述十字架71的中心位置，这样就保证了本发明的手持式激光测距仪处于一个相对水平的位置。 
所述壳体1的前表面11还设有第五激光指示灯8，其在所述激光发射模块20控制下发射沿垂直于所述前表面11的测量光信号至待测物体。当切换按钮92拨至单向测距时，所述第五激光指示灯8可用于测出正前方的距离，这一功能与市场上现有的测距仪完全相同。 
请参阅图2，所述壳体1的左侧面12或右侧面13还设有凹槽91及滑动设于所述凹槽91中的方向切换按钮92，通过所述方向切换按钮92在凹槽91中滑动，从而控制第一激光指示灯3、第二激光指示灯4、第三激光指示灯5、第四激光指示灯6及第五激光指示灯8的开启或关闭，即切换本发明手持式激光测距仪的工作模式。当所述方向切换按钮92位于凹槽91的一端，此时，所述第五激光指示灯8开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于单向测距模式；当所述方向切换按钮92位于凹槽91的中部时，所述第一激光指示灯3及第二激光指示灯4开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于双向测距模式；当所述方向切换按钮92位于凹槽91的另一端时，所述第一激光指示灯3、第二激光指示灯4、第三激光指示灯5及第四激光指示灯6同时开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于四向测距模式。 
本实施例中，所述壳体1的左侧面12设有凹槽91及滑动设于所述凹槽91中的方向切换按钮92。 
所述壳体1的左侧面12还设有连接于所述控制电路板2的预测量按钮101，用于启动计算处理模块10记录测量时光信号及反射光信号的数据。 
所述壳体1的右侧面13还设有电源键102，用于开启或关闭所述手持式激光测距仪。 
所述壳体1的上表面14还设有连接于所述显示模块40的显示屏200，用于显示所述待测物体的宽度距离S及/或高度距离H。 
请一并参阅图1至图6b，本发明手持式激光测距仪的工作过程如下： 
当所述方向切换按钮92位于凹槽91的一端，此时，所述第五激光指示灯8开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于单向测距模式，此时，其功能跟现有的手持式激光测距仪一样，可一次测得待测物体的宽度距离或高度距离。
当所述方向切换按钮92位于凹槽91的中部时，所述第一激光指示灯3及第二激光指示灯4开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于双向测距模式，此时，使用者站在某点的位置，通过按下预测量按钮101，启动计算处理模块10记录该角度的光信号及反射光信号的第一数据a1和a2；再较小角度调整手持式激光测距仪的方向，并保证激光发射点的位置不变，再次按下预测量按钮101，启动计算处理模块10记录该角度的光信号及反射光信号的第二数据b1和b2。 
请参阅图6a，图中x1 、x2 、y1、y2 、z1 和z2六个未知数，可以建立以下方程组： 
             ①
             ②
             ③
             ④
          ⑤
     (1)
     (2)
(1)式等于（2）式，即可得：
      ⑥
通过①-⑥式，即可解出x1和x2，二者之和即为待测物体的垂直距离。
请参阅图6b，此种情况跟图6a的情况类似，只需将变成负数，相应的也变成负数，即可解出x1和x2，二者之和即为待测物体的垂直距离，并通过显示屏200直接显示所述待测物体的宽度距离S。 
需要说明的是，通过调整手持式激光测距仪的方向，使得所述第一激光指示灯3及第二激光指示灯4朝向待测物体的高度方向，或者单独开启第三激光指示灯5及第四激光指示灯6，也可测得待测物体的高度距离H。 
当所述方向切换按钮92位于凹槽91的另一端时，所述第一激光指示灯3、第二激光指示灯4、第三激光指示灯5及第四激光指示灯6同时开启点亮，即本发明手持式激光测距仪处于四向测距模式。此时，使用者站在某点的位置，通过按下预测量按钮101，启动计算处理模块10记录该角度的光信号及反射光信号的第一数据a1、a2、a3及a4；再较小角度调整手持式激光测距仪的方向，再次按下预测量按钮101，启动计算处理模块10记录该角度的光信号及反射光信号的第二数据b1、b2、b3及b4。 
此时，计算过程跟上面类似，即可计算得到所述待测物体的宽度距离S及高度距离H，并通过显示屏200进行显示。 
需要说明的是，上述调整手持式激光测距仪的方向可通过手动调整，但需要保证十字水平仪7中的水平泡居中，使得仪器相对水平，然后较小角度的调整，保证激光发射点的位置不变，只是光束路径改变，通过两次测量发出两束激光，由于都是从一个点发射出来的激光，说明此两束激光组成一个平面；现在要用到十字水平仪7，在一个相对水平的位置上，此平面与两个被测物体的垂直距离是一定的。 
相比于现有技术，本发明手持式激光测距仪通过两次测量得到待测物体的两组数据，即可得到待测物体的宽度距离及/或高度距离，而无需将激光测距仪的底部靠墙或者靠地面，大大方便了进行随时随地进行测距；同时，也避免了调整水平带来的测量误差，提高了激光测距的准确度及有效性。 
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。 

Claims (8)

1.一种手持式激光测距仪，其特征在于，包括：壳体、设于所述壳体内的控制电路板及设于所述壳体上的第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯及第四激光指示灯，所述控制电路板上设有计算处理模块、分别连接于所述计算处理模块的激光发射模块、激光接收模块及显示模块；
其中，所述第一激光指示灯与第二激光指示灯的出光方向相反，所述第三激光指示灯与第四激光指示灯的出光方向相反；所述激光发射模块控制所述第一激光指示灯、第二激光指示灯及/或第三激光指示灯、第四激光指示灯发射测量光信号至待测物体，并通过所述激光接收模块接收所述待测物体的反射光信号，所述计算处理模块根据所述测量光信号及反射光信号计算得到所述待测物体的宽度距离及/或高度距离，并通过显示模块进行显示。
2.根据权利要求1所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体包括前表面、两相对设置的左侧面、右侧面及两相对设置的上表面、下表面，所述左侧面、右侧面及上表面、下表面均垂直于所述前表面，所述第一激光指示灯设于所述左侧面上，所述第二激光指示灯设于所述右侧面上，所述第三激光指示灯设于所述上表面上，所述第四激光指示灯设于所述下表面。
3.根据权利要求2所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体的前表面还设有第五激光指示灯，其在所述激光发射模块控制下发射沿垂直于所述前表面的测量光信号至待测物体。
4.根据权利要求 3所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体的左侧面或右侧面还设有凹槽及滑动设于所述凹槽中的方向切换按钮，通过所述方向切换按钮在凹槽中滑动，从而控制第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯、第四激光指示灯及第五激光指示灯的开启或关闭。
5.根据权利要求 4所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述方向切换按钮位于凹槽的一端，所述第五激光指示灯开启点亮；所述方向切换按钮位于凹槽的中部，所述第一激光指示灯及第二激光指示灯开启点亮；所述方向切换按钮位于凹槽的另一端时，所述第一激光指示灯、第二激光指示灯、第三激光指示灯及第四激光指示灯同时开启点亮。
6.根据权利要求 2所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体的左侧面还设有连接于所述控制电路板的预测量按钮，用于启动计算处理模块记录测量时光信号及反射光信号的数据。
7.根据权利要求2所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体的上表面还设有连接于所述显示模块的显示屏，用于显示所述待测物体的宽度距离及/或高度距离。
8.根据权利要求1~7任一项所述的手持式激光测距仪，其特征在于，所述壳体的上表面设有用于调整所述壳体处于水平位置的十字水平仪。
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