CN108196245A - 一种激光测距仪校验平台的设计方法 - Google Patents

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姜清
刘旭
薛明凯
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Abstract

本发明提供一种激光测距仪校验平台的设计方法，属于激光测距领域。竖直设立的第一杆和第二杆，在第一杆和第二杆上分别设有多个折射镜，激光测距仪放置在第一杆的底端，靶心放置在第二杆的底端，激光测距仪从第一杆的底端发射激光至第二杆的顶端，利用激光测距仪的工作原理，将激光光路在平面内来回折射，使用有限的空间，实现光路距离与实地测试等同光路距离的方法进行的，无需实地测量校验，也不受天气因素的影响。能够在有限的场地内设置该校验平台，完成校验、鉴定等作业，效率可提高一倍以上。

Description

一种激光测距仪校验平台的设计方法
技术领域
本发明涉及一种激光测距仪校验平台的设计方法，属于激光测距领域。
背景技术
激光测距仪是利用激光为信号对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距按工作原理可分为脉冲法和相位法两种。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，激光发射到目标上后其中一部分会被反射，被激光测距仪中的光电元件接收，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。激光测距仪因具有重量轻、体积小、操作简单速度快而准确，被广泛使用在地形测绘、目标测距等测量领域中。由于激光测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光测距仪，目前也可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。
如果对测距仪的使用不当或维护不好，都可能造成其性能发生变化，导致精度降低。为了掌握每台激光测距仪的性能指标，合理使用测距仪，测出高质量、高精度的数据，就需要定期对激光测距仪进行校验。
但是长期以来，对激光测距仪的校验、鉴定都需要在实际空旷地带，并且需要多个工作人员同时进行操作才能实现，因此常规的校验方法效率低，资源利用率低。并且当天气环境恶劣，或者人手不足时，就难以对激光测距仪进行校验，从而造成工程延误、测量误差等问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提供一种激光测距仪校验平台的设计方法。
本发明提供的一种激光测距仪校验平台的设计方法，竖直设立第一杆和第二杆，所述第一杆和所述第二杆上分别设有多个折射镜，激光测距仪放置在所述第一杆的底端，靶心放置在所述第二杆的底端，所述激光测距仪从所述第一杆的底端发射激光至所述第二杆的顶端，激光在平面内通过所述第一杆和所述第二杆上的折射镜来回折射，在有限的空间内，实现光路传输距离与实地测试光路传输距离等同。
在一种实施方式中，以200米激光测距仪为例，所述第一杆和所述第二杆之间的距离为10米。
在一种实施方式中，所述第一杆上的折射镜数量为19个。
在一种实施方式中，所述第一杆上相邻折射镜的距离相等。
在一种实施方式中，所述第二杆上的折射镜数量为19个。
在一种实施方式中，所述第二杆上相邻折射镜的距离相等。
在一种实施方式中，所述第一杆和所述第二杆上相邻折射镜的距离为10cm。
本发明的激光测距仪校验平台的设计方法，利用激光测距仪的工作原理，将激光光路在平面内来回折射，使用有限的空间，实现光路距离与实地测试等同光路距离的方法进行，无需实地测量校验，也不受天气因素的影响。能够在有限的场地内设置该校验平台，完成校验、鉴定等作业，效率可提高一倍以上。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的激光测距仪校验平台的设计方法示意图；
图2为本发明实施例一提供的光路模型路线示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种激光测距仪校验平台的设计方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一
本实施例一提供的激光测距仪校验平台的设计方法，竖直设立第一杆A和第二杆B，所述第一杆A和所述第二杆B上分别设有多个折射镜，激光测距仪放置在所述第一杆A的底端，靶心放置在所述第二杆B的底端。激光测距仪从所述第一杆A的底端发射激光至所述第二杆B的顶端，所述激光测距仪的激光在平面内通过折射镜来回折射，在有限的空间内，实现光路传输距离与实地测试光路传输距离等同。
以200米激光测距仪为例，所述第一杆A和所述第二杆B之间的距离为10米，所述第一杆A和所述第二杆B上折射镜的数量均为19个，每相邻两个折射镜的距离相等，均为10cm。
建立如图1所示的平面直角坐标系，所述靶心在所述第二杆B的底端，设该靶心的坐标为(0，0)，所述第二杆B上的折射镜数量为19个，并且每相邻折射镜的距离为10cm，设所述第二杆B上折射镜的坐标从下往上依次分别为(0，100)，(0，200)，(0，300)，......，(0，1700)(0，1800)，(0，1900)；所述激光测距仪在所述第一杆A的底端，所述靶心到所述激光测距仪之间的水平距离为10米，设该激光测距仪的坐标为(10000，0)。
建立光路模型，请参考图2，激光从位于(10000，0)的激光测距仪发出，出发至光路最远点(0，1900)，路程为f，再水平折射至(10000，1900)，再折射至(0，1800)，从(10000，1900)至(0，1800)的路程为c，再水平折射至(10000，1800)，再折射至(0，1700)，……直至返回原点。由模型可知，每条水平折射光路之间的距离为100，水平线距离为10000，假设a＝100，b＝10000，则c＝(a2+b2)^0.5＝10000.5，f＝((19a)2+b2)A0.5＝10178.9。由于水平线(光路)共有19条，Y轴方向从下到上依次为1，2，3，……19，令i＝1，2，3，……19，在水平线上可以取一点Di，所述Di点到Y轴的距离为xi，连接Di与原点(0，0)，该距离设为di。
假设激光测距仪测量10个距离，分别为20米，40米，60米，......200米，则对应光路长度则为40000，80000，120000，......400000。
一般地，di+f+(20-i)*b+(19-i)*c+xi＝(21-i)*20000，令M＝(21-i)*20000-f-(20-i)*b-(19-i)*c，则，di+xi＝M，即di＝M-xi。
直角三角形中，又有di2＝xi2+(i*a)2，
联合上式，M2-2*M*xi+xi2＝xi2+(i*a)2，故xi＝M/2-(i*a)2/(2*M)。对应位置xi的参数表请参考下表：
i _毫米折射点 M Xi
19 40000 19821.1 9546.29
17 80000 19820.1 9618.43
15 120000 19819.1 9682.50
13 160000 19818.1 9738.50
11 200000 19817.1 9786.43
9 240000 19816.1 9826.30
7 280000 19815.1 9858.09
5 320000 19814.1 9881.82
3 360000 19813.1 9897.47
1 400000 19812.1 9905.04
建设该校验平台，按照上述设计提供的坐标位置在第一杆和第二杆上设立折射镜，且光路与设计相符，即可实现200米激光测距仪的10个距离，20米，40米，60米，......200米的校验、鉴定等。对其他量程的激光测距仪进行校验、鉴定，可对该校验平台进行相应的改动，仍不脱离本发明的精神和范围。
虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

Claims (7)

1.一种激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，竖直设立第一杆和第二杆，所述第一杆和所述第二杆上分别设有多个折射镜，激光测距仪放置在所述第一杆的底端，靶心放置在所述第二杆的底端，所述激光测距仪从所述第一杆的底端发射激光至所述第二杆的顶端，激光在平面内通过所述第一杆和所述第二杆上的折射镜来回折射，在有限的空间内，实现光路传输距离与实地测试光路传输距离等同。
2.如权利要求1所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，以200米激光测距仪为例，所述第一杆和所述第二杆之间的距离为10米。
3.如权利要求2所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，所述第一杆上的折射镜数量为19个。
4.如权利要求3所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，所述第一杆上相邻折射镜的距离相等。
5.如权利要求2所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，所述第二杆上的折射镜数量为19个。
6.如权利要求5所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，所述第二杆上相邻折射镜的距离相等。
7.如权利要求3或5所述的激光测距仪校验平台的设计方法，其特征在于，所述第一杆和所述第二杆上相邻折射镜的距离为10cm。
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