CN104655071A - 一种用于测量树木高度的树木高度测量仪 - Google Patents

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金诗宇
刘学敏
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S15/00—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems
    • G01S15/02—Systems using the reflection or reradiation of acoustic waves, e.g. sonar systems using reflection of acoustic waves
    • G01S15/06—Systems determining the position data of a target
    • G01S15/08—Systems for measuring distance only

Abstract

一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，由超声波模块（1）、基于MEMS惯性器件的角度测量模块（2）、LED显示模块（3）、SD卡数据存储模块（4）以及ARM处理器（5）组成。本发明是利用超声波测距以及基本三角函数关系理论发明的一种用于的量树木高度的树木高度测量仪。本发明具有结构简单，体积轻巧；低功耗，可数据存储等优点。

Description

一种用于测量树木高度的树木高度测量仪
技术领域
本发明涉及一种高度测量装置，具体的说是利用超声波测距以及基本三角函数关系理论发明的一种用于的量树木高度的树木高度测量仪。
背景技术
随着科学技术的迅猛发展，电子信息技术和计算机技术在国民经济的各个领域都得到了很好的应用，便携、自动测量仪器也在各行业得到普及，所以，一种体积轻小，携带方便的数据测量记录仪可以满足实现以上要求。
发明内容
本发明提供了一种用于测量树木高度的树木高度测量仪。具体的说本发明是利用超声波测距以及基本三角函数关系理论发明的一种用于的量树木高度的树木高度测量仪。
一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，由超声波模块1、基于MEMS惯性器件的角度测量模块2、LED显示模块3、SD卡数据存储模块4以及ARM处理器5组成。超声波模块1与基于MEMS惯性器件的角度测量模块2连接，角度测量模块2与SD卡数据存储模块4连接。
所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的超声波测距模块，能发出超声波，利用超声波反弹原理测量仪器与树木间距离l和仪器与地面之间的高度h。
所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的基于MEMS惯性角度测量模块，用于测量仪器水平仰角β。
所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的LED显示模块和SD卡数据存储模块均采用通用模块，为测量提供直观数据显示和直接数据存储。
本发明的目的是这样实现的：
本发明包括两个超声波测距模块，分别用于测量仪器与树木间距离l和仪器与地面之间的高度h。
本发明包括一个MEMS惯性角度测量模块，用于测量仪器水平仰角β。
将测量数据传送回以ARM为核心的控制单元，通过计算将最终树木高度显示在LED屏幕上，同时将数据存储在SD卡中。
附图说明
图1系统总体结构示意图；
图2系统测量原理图；
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：
一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，由超声波模块1、基于MEMS惯性器件的角度测量模块2、LED显示模块3、SD卡数据存储模块4以及ARM处理器5组成。超声波模块1与基于MEMS惯性器件的角度测量模块2连接，角度测量模块2与SD卡数据存储模块4连接。
所述的超声波测距模块，能发出超声波，利用超声波反弹原理测量仪器与树木间距离l和仪器与地面之间的高度h。
所述的基于MEMS惯性角度测量模块，用于测量仪器水平仰角β。
所述的LED显示模块和SD卡数据存储模块均采用通用模块，为测量提供直观数据显示和直接数据存储。
两个超声波测距模块，分别用于测量仪器与树木间距离l和仪器与地面之间的高度h。
MEMS惯性角度测量模块，用于测量仪器水平仰角β。
将测量数据传送回以ARM为核心的控制单元，利用公式
H=h+l·tanβ
计算出树木高度H，并将计算数据显示在LED屏幕上，同时将数据存储在SD卡中。
一种船舶基座水平度自动测量装置
技术领域
本发明涉及一种船舶测量装置，尤其是涉及一种船舶基座水平度自动测量装置。
背景技术
目前船舶水平度的测量大多还是人工操作。通过人在基座和基准平台进行测量、读数、记录、计算，然后进行处理。这种方法具有很大的误差。
因此，能提减少测量误差并且降低人员的工作量的船舶基座水平测量装置是目前用来解决以上问题的有效途径。
发明内容
本发明的目的在于提供可以有效测量船舶基座水平度的装置。
一种船舶基座水平度自动测量装置，其组成主要包括：水平度测量系统1、数据处理系统2、数据通信系统3和操作面板4，水平度测量系统1、数据处理系统2、数据通信系统3和操作面板4依次连接。
所述的一种船舶基座水平度自动测量装置，其特征是：水平度测量系统1连接在装置底部，测量基准平台和被测平台的水平度。
所述的一种船舶基座水平度自动测量装置，其特征是：数据处理系统2连接在水平度测量系统1上，消除测量值中由于波浪和结构变形所导致的误差。
所述的一种船舶基座水平度自动测量装置，其特征是：数据通信系统3连接数据处理系统2上，对测量数据的传输。
所述的一种船舶基座水平度自动测量装置，其特征是：操作面板4可显示测量结果以及当前的测量位置，并具有测量结果的存储和离线打印功能。
本发明的目的是这样是的：
船舶基座水平度动态自动测量装置由水平度测量系统、数据处理系统、数据通信系统、和操作界面四个分系统组成。水平度测量系统负责测量基准平台和被测平台的水平度；数据处理系统主要用于消除测量值中由于波浪和结构变形所导致的误差；数据通信系统主要用于对测量数据的传输；操作界面主要是用于显示测量结果以及当前的测量位置，并具有测量结果的存储和离线打印功能。用于提高测量精度，减少人员工作量。
本发明还可以有这样一些结构特征：
本装置包含水平度测量系统，主要用于测量被测平台和基准平台之间的夹角即被测平台的水平度。
数据处理系统主要对测量数据的误差处理，消除粗大误差，系统误差，随机误差以及船摇误差等带来的影响，使所测得水平度值更加精确。
数据通信系统主要用于传输倾角测量值，用无线传输进行船舱之间倾角数据的传输。倾角传感器和PC机之间采用RS232串口通信。为了能减少传输的数据量，降低信号的传输频率，提高数据传输的可靠性，降低误码率，数据流码率小于等于128Kbps。
操作界面主要有显示测量位置、每个位置的测量值、打印等功能。操作系统易用、易懂、易操作。
附图说明
图1是本发明主体构成图；
图2数据采集硬件结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图举例对本发明做更详细的描述：
一种船舶基座水平度自动测量装置，其组成主要包括：水平度测量系统1、数据处理系统2、数据通信系统3和操作面板4，水平度测量系统1、数据处理系统2、数据通信系统3和操作面板4依次连接。
上述的水平度测量系统1连接在装置底部，测量基准平台和被测平台的水平度。
上述的数据处理系统2连接在水平度测量系统1上，消除测量值中由于波浪和结构变形所导致的误差。
上述的数据通信系统3连接数据处理系统2上，对测量数据的传输。
上述的操作面板4可显示测量结果以及当前的测量位置，并具有测量结果的存储和离线打印功能。
系统采集的整个过程描述如下：
1、被测平台和基准平台上的4个倾角传感器对倾角数据进行采集，把测量得到的数据通过RS232有线通信传输到电脑上。
2、传感器软件再把采集到的倾角数据通过建立的虚拟232串口传送到数据处理软件中，然后再进行数据处理。
3、经过程序处理后的数据通过RS232和数传电台进行连接，通过数传电台进行船舱之间的传输。
4、由于当船舶层数过高时会存在无线传播大幅度衰减，为了保证各个测量点能够正确地连接，增强无线通道的可靠性，需要架设无线电台中继。

Claims (4)

1.一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其组成由超声波模块（1）、基于MEMS惯性器件的角度测量模块（2）、LED显示模块（3）、SD卡数据存储模块（4）以及ARM处理器（5）组成。超声波模块（1）与基于MEMS惯性器件的角度测量模块（2）连接，角度测量模块（2）与SD卡数据存储模块（4）连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的超声波测距模块，能发出超声波，利用超声波反弹原理测量仪器与树木间距离l和仪器与地面之间的高度h。
3.根据权利要求1所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的基于MEMS惯性角度测量模块，用于测量仪器水平仰角β。
4.根据权利要求1所述的一种用于测量树木高度的树木高度测量仪，其特征在于所述的LED显示模块和SD卡数据存储模块均采用通用模块，为测量提供直观数据显示和直接数据存储。
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