CN110081820A - 一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置 - Google Patents

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毕祥军
王博
杜凯繁
周才华
夏超翔
宋志博
明世朝
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/002—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates
    • G01B11/005—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring two or more coordinates coordinate measuring machines
    • 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
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    • G01S5/16—Position-fixing by co-ordinating two or more direction or position line determinations; Position-fixing by co-ordinating two or more distance determinations using electromagnetic waves other than radio waves

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Abstract

一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置，属于定位测量技术领域。该装置包括：手持式无线定位仪、红外摄像头、激光测距仪和计算机。手持式无线定位仪包含定位识别球、激光测距仪及无线传输模块；红外摄像头与手持式无线定位仪上的定位识别球配合，用于识别手持式无线定位仪所处空间坐标及方向；激光测距仪用于照射并指示被测位置，测量该位置与激光测距仪的直线距离；计算机利用手持式无线定位仪坐标、方向，及激光测距仪与激光照射点之间的直线距离，计算出激光照射点的空间坐标。本装置结构简单，使用方便，对测量环境要求低，可实现空间坐标的非接触实时测量。

Description

一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置
技术领域
本发明属于测量定位技术领域，涉及一种用激光照射目标物表面靶区，并通过实时测量激光光斑位置获取目标物表面靶区坐标的装置。
背景技术
生产生活中往往需要对结构表面某些位置坐标进行实时测量，而传统的各类三坐标测量仪虽然测量速度快、精度高，但同时存在着价格昂贵、对测点位置要求较高等缺点。
另一方面，“虚拟现实”和激光测距都是广泛应用于生产生活中的成熟技术。前者利用红外摄像机及识别装置，配合特定算法，可以完成对被测物的实时定位，但被测物必须处于多个摄像机的拍摄范围内，移动空间有限；后者则利用激光反射实现了对被测点距离的实时测量，但其只能用于测距而无法实现定位。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明结合“虚拟现实”技术与激光测距技术，提供一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置。
本发明采用的技术方案为：
一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置，包括：手持式无线定位仪2、红外摄像头1、激光测距仪4、计算机6。
所述的手持式无线定位仪2包含定位识别球3、激光测距仪4及无线传输模块，用于空间定位、激光测距及激光测距仪测量信息的无线传输，定位识别球3固定在手持式无线定位仪2表面。
所述的红外摄像头1布置于测量场周围，测量场无大小限制；手持式无线定位仪2位于测量场内，且能被至少2个摄像头同时拍摄，同时保证被测位置处于激光测距仪量程内；红外摄像头1与手持式无线定位仪2上的定位识别球3配合，用于识别手持式无线定位仪2所处空间坐标及方向，并通过数据传输线5将数据传输给计算机6，计算机6利用红外摄像头1定位识别球3的坐标及方向，计算激光测距仪4的激光发射器坐标及其射出激光的方向矢量。
所述的激光测距仪4用于照射并指示被测位置，出现激光照射点7，测量该位置与激光测距仪4的直线距离，并将这一数值通过手持式无线定位仪2的无线传输模块传输至计算机6。再通过激光发射器坐标、激光发射器矢量方向及激光测距仪与激光照射点之间的直线距离，计算出激光照射点7的空间坐标。
所述的红外摄像头1的个数不低于2个。
一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置的使用方法，包括以下步骤：
使用时，手持式无线定位仪2位于红外摄像机1拍摄范围内，激光测距仪4发射激光，使光斑位于被测位置。此时红外摄像机1将拍摄图像通过数据传输线传输至计算机6，计算机解算出手持式无线定位仪2的空间坐标及方向，并进一步推算出激光测距仪4的测距起点坐标以及激光测距仪指向；同时激光测距仪4测得其与被测位置的直线距离，并将这一数值通过手持式无线定位仪2的无线传输模块传输至计算机6。最后，计算机6利用激光测距仪4的测距起点坐标、激光测距仪指向以及激光测距仪测得其与被测位置的直线距离，计算出激光指示点的空间坐标。
本发明的有益效果是：技术成熟，价格低廉，可靠性高，测量范围大，对测量环境要求低。
附图说明
图1是本发明提供的空间坐标实时测量装置的结构示意图。
图中：1红外摄像头，2手持式无线定位仪，3定位识别球，4激光测距仪，5数据传输线，6计算机，7激光照射点。
具体实施方式
以下结合图1对本发明做进一步说明。
本发明公开了一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置，如图-1所示，主要包括：手持式无线定位仪2、4个红外摄像头1、激光测距仪4、计算机6。
所述的手持式无线定位仪2包含定位识别球3、激光测距仪4及无线传输模块，用于空间定位、激光测距及激光测距仪测量信息的无线传输。所述的红外摄像头1与手持式无线定位仪上的定位识别球3配合，用于识别手持式无线定位仪2所处空间坐标及方向，并通过数据传输线5将数据传输给计算机6。所述的激光测距仪4用于照射并指示被测位置，出现激光照射点7，测量该位置与激光测距仪4的直线距离。计算机利用红外摄像头1定位识别球3坐标及方向，计算激光测距仪4的激光发射器坐标及其射出激光的方向矢量；再通过激光发射器坐标、激光发射器矢量方向及激光测距仪与激光照射点之间的直线距离，计算出激光照射点7的空间坐标。
上述基于激光指示法的坐标实时测量装置，实施步骤：
1)红外摄像头与手持式无线定位仪上的定位识别球配合，用于识别手持式无线定位仪所处空间坐标及方向，并将数据传输给计算机；
2)激光测距仪用于照射并指示被测位置，测量该位置与激光测距仪的直线距离；
3)计算机利用步骤1)获取的手持式无线定位仪坐标、方向，及步骤2)获取的激光测距仪与激光照射点之间的直线距离，计算出激光照射点的空间坐标。
以上所述实施例仅表达本发明的实施方式，但并不能因此而理解为对本发明专利的范围的限制，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于激光指示方法的空间坐标实时测量装置，其特征在于，所述的空间坐标实时测量装置包括手持式无线定位仪(2)、红外摄像头(1)、激光测距仪(4)、计算机(6)；
所述的手持式无线定位仪(2)包含定位识别球(3)、激光测距仪(4)及无线传输模块，用于空间定位、激光测距及激光测距仪测量信息的无线传输，定位识别球(3)固定在手持式无线定位仪(2)表面；
所述的红外摄像头(1)布置于测量场周围，手持式无线定位仪(2)位于测量场内，红外摄像头(1)与手持式无线定位仪(2)上的定位识别球(3)配合，用于识别手持式无线定位仪(2)所处空间坐标及方向，并通过数据传输线(5)将数据传输给计算机(6)；
所述的激光测距仪(4)用于照射并指示被测位置，出现激光照射点(7)，并测量该位置与激光测距仪(4)的直线距离，将这一数值通过手持式无线定位仪(2)的无线传输模块传输至计算机(6)；
所述的计算机(6)利用获取的手持式无线定位仪(2)的空间坐标、方向，及获取的激光测距仪(4)与激光照射点(7)之间的直线距离，计算得到激光照射点(7)的空间坐标。
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