CN105589076B - 一种远端两点测距装置及其测量方法 - Google Patents

一种远端两点测距装置及其测量方法 Download PDF

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    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/46—Indirect determination of position data
    • G01S17/48—Active triangulation systems, i.e. using the transmission and reflection of electromagnetic waves other than radio waves

Abstract

本发明公开了一种远端两点测距装置及其测量方法，具有：杆体、角度测量模块、测距模块和计算控制模块；角度测量模块具有：平板；平板与杆体连接，平板上设有角度刻度；固定在平板上的固定端；一端铰接在平板上的移动端；测距模块具有：激光测距筒，激光测距筒固定在移动端上并与移动端平行；计算控制模块与角度测量模块和测距模块通过电路连接，并接收距离信息和角度信息，可以在任何位置测量远处任意两点之间的距离，不受任何空间地理位置的限制，极大地方便了工程勘察人员。

Description

一种远端两点测距装置及其测量方法
技术领域
本发明属于测距技术应用领域，尤其涉及一种远端两点测距装置及其测量方法。
背景技术
两点之间测距的传统方法是，由工程人员拿测距仪先到达一点A，然后测量该点A至另一端B点的距离。这种测距方法有很多局限性，就是工程人员必须亲身到达A、B中的一点才能实现测量。若A、B两点均不适合测量人员驻停(如远处两座山头之间的距离)时，用传统方法很难实现测距。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以在任何位置测量远处任意两点之间的距离，不受任何空间地理位置的限制，极大地方便了工程勘察人员的测距工作的远端两点测距装置及其测量方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种远端两点测距装置，具有：
杆体、角度测量模块、测距模块和计算控制模块；
所述角度测量模块具有：
平板；所述平板与杆体连接，所述平板上设有角度刻度；
固定在所述平板上的固定端；
一端铰接在所述平板上的移动端；
所述测距模块具有：
激光测距筒，所述激光测距筒固定在所述移动端上并与所述移动端平行；
所述计算控制模块与角度测量模块和测距模块通过电路连接，并接收距离信息和角度信息。
所述平板为半圆形平板，所述固定端固定在所述半圆形平板的直径上，所述移动端的端部铰接在所述半圆形平板的圆心上。
所述计算控制模块具有单片机、存储芯片和外围I/O接口电路，所述计算控制模块接收外部按钮送来的测量启停命令，并控制激光测距筒启动测距工作，同时将激光测距筒两次测得的距离接收并存储，还接收并存储来自角度测量模块的夹角信息，并利用距离信息和夹角信息计算两点的距离。
还有具有显示模块，所述显示模块连接于单片机主电路板上，显示测距过程中的工作阶段、工作状态及测距结果。
还具有三角支架，所述三角支架安装在所述杆体的底部。
所述杆体为伸缩杆；所述杆体与平板通过球形转轴连接，所述球形转轴两端均是球头，所述球头能在杆体和平板上转动。
所述测距模块还具有辅助定位望远镜，所述辅助定位望远镜固定在所述移动端上并与所述移动端平行。
一种上述的远端两点测距装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选好测量地点C并架好固定三角支架；
2)调整伸缩杆的高度和旋转球形转轴调整半圆形平板的空间角度，使得被测点A、B及测试点C构成的三角形必须与半圆形平板在同一平面内；
3)激光测距筒对准被测点A，
4)按下测距按钮启动对A点的测距；
5)旋转角度测量模块的移动端，带动激光测距筒瞄准第二个观测点B，并按下测距按钮启动对B点的测距；
6)将测距的结果dAC、dBC的数值及角度测量模块由A点划至B点所经过的角度值θ送至计算控制模块，运行编写好的距离计算软件并按公式求得A、B两点间的距离将计算结果输出到显示模块。
在第4步和第5步中的测距过程中，每个测距均进行两次，最终取平均值作为测距的结果dAC、dBC。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，运用三角形中已知两条边的长度及两边夹角求解第三条边长度的原理测量出远端任意两点A、B之间的距离，解决了工程测量、野外勘察作业中方便快速测得远端任意两点之间距离的难题。
附图说明
图1为本发明实施例中提供的远端两点测距装置的结构示意图；
图2为图1的支架的结构示意图；
图3为图1的测距模块的结构示意图；
图4为图1的角度测量模块的结构示意图；
图5为图1的计算控制模块的原理图；
上述图中的标记均为：1、伸缩杆，2、三角支架，3、球形转轴，4、平板，41、固定端，42、移动端，5、角度测量模块，6、测距模块，61、辅助定位望远镜，62、激光测距筒，7、计算控制模块，8、显示模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
参见图1，本测距装置由固定支架、激光测距筒、辅助望远镜、角度测量模块、计算与控制电路、液晶显示模块等六部分组成。①固定支架:主要功能是在测量点稳扎固定于水平地面，如图2所示，其上面的锁扣式伸缩杆及杆端球形转轴可根据实际情况调整附着于其上半圆形平面板的高度、俯仰角、旋转角等以便于确定测距时激光测距筒的起始位置及摆动轨迹。最终保证半圆形平板与A、B两待测点在同一平面上。②激光测距筒：实现激光的发射与接收，如图3所示，根据激光接收与发射两者之间的时间差△t＝t接收-t发射，令τ＝△t/2，计算测试点与被测点之间的距离d＝τ*ν激光。③辅助望远镜：安装于激光测距筒上与之平行，辅助测距人员准确定位到被测目标。④角度测量模块：位于一半圆形平面板上，如图4所示，可按扇形展开，其中一边为固定端需固定在半圆形平面板的一边，另一端为活动端，将激光测距筒固定于其上，活动端可携带激光测距筒按扇形展开和收缩，打开角度范围0°～180°，初始测量A点距离时固定端与活动端之间角度为0°，当需要测量B点距离时，固定端固定在半圆形平面板上，调整活动端将激光测距筒对准B点进行测距，此过程所旋转过的角度经量化后送至计算与控制中心。⑤计算与控制电路：由单片机及基本的存储芯片和外围I/O接口电路构成，如图5所示，负责接收外部按钮送来的测量启停等命令，并控制激光测距筒启动测距工作，同时将其两次测得的距离dAC、dBC接收并存储，还负责接收并存储来自角度测量模块的A、B之间夹角θ，按公式求得远端两点A、B之间的距离。⑥液晶显示模块：连接于单片机主电路板上，负责显示测距过程中的工作阶段、工作状态及测距结果dAB等信息。
本测距装置能实现快速准确地测量远端任意两点间的距离，为工程测量、野外勘测作业人员提供了方便、快捷的测距方法，提高了两点间测距的测量精度和测绘效率。具有一定的工程效益和社会效益。本测距装置的测距范围和精度，测量的速度，启停控制的稳定性可靠性，低功耗、便携式、易安装调试和操作。主要用于实现远端任意两点之间的距离测量。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种远端两点测距装置，其特征在于，具有：
杆体、角度测量模块、测距模块和计算控制模块；
所述角度测量模块具有：
平板；所述平板与杆体连接，所述平板上设有角度刻度；
固定在所述平板上的固定端；
一端铰接在所述平板上的移动端；
所述测距模块具有：
激光测距筒，所述激光测距筒固定在所述移动端上并与所述移动端平行；
所述计算控制模块与角度测量模块和测距模块通过电路连接，并接收距离信息和角度信息；
所述平板为半圆形平板，所述固定端固定在所述半圆形平板的直径上，所述移动端的端部铰接在所述半圆形平板的圆心上；
还具有三角支架，所述三角支架安装在所述杆体的底部；
所述杆体为伸缩杆；所述杆体与平板通过球形转轴连接，所述球形转轴两端均是球头，所述球头能在杆体和平板上转动。
2.如权利要求1所述的远端两点测距装置，其特征在于，所述计算控制模块具有单片机、存储芯片和外围I/O接口电路，所述计算控制模块接收外部按钮送来的测量启停命令，并控制激光测距筒启动测距工作，同时将激光测距筒两次测得的距离接收并存储，还接收并存储来自角度测量模块的夹角信息，并利用距离信息和夹角信息计算两点的距离。
3.如权利要求2所述的远端两点测距装置，其特征在于，还有具有显示模块，所述显示模块连接于单片机主电路板上，显示测距过程中的工作阶段、工作状态及测距结果。
4.如权利要求3所述的远端两点测距装置，其特征在于，所述测距模块还具有辅助定位望远镜，所述辅助定位望远镜固定在所述移动端上并与所述移动端平行。
5.一种如权利要求4所述的远端两点测距装置的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)选好测量地点C并架好固定三角支架；
2)调整伸缩杆的高度和旋转球形转轴调整半圆形平板的空间角度，使得被测点A、B及测试点C构成的三角形必须与半圆形平板在同一平面内；
3)激光测距筒对准被测点A，
4)按下测距按钮启动对A点的测距；
5)旋转角度测量模块的移动端，带动激光测距筒瞄准第二个观测点B，并按下测距按钮启动对B点的测距；
6)将测距的结果dAC、dBC的数值及角度测量模块由A点划至B点所经过的角度值θ送至计算控制模块，运行编写好的距离计算软件并按公式求得A、B两点间的距离将计算结果输出到显示模块。
6.如权利要求5所述的远端两点测距装置的测量方法，其特征在于，在第4步和第5步中的测距过程中，每个测距均进行两次，最终取平均值作为测距的结果dAC、dBC。
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