CN110196037A - 一种基于投影的可折叠精密条码水准尺 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及测绘技术领域，具体的说是一种基于投影的可折叠精密条码水准尺。本发明包括可折叠的基本尺和尺座，所述基本尺的下端固定连接所述尺座，所述尺座内部固定有投影设备，所述尺座与基本尺的连接面的露出平面与所述基本尺呈小于90度的角度，且露出平面为透光面，所述投影设备用于将条码投影在所述基本尺上。本发明创新性地引入投影技术到精密水准尺设计中，避免了因精密条码水准尺磨损或试图便携化带来的精度损失，大大提高了精密条码水准尺的使用寿命和精度。

Description

一种基于投影的可折叠精密条码水准尺
技术领域
本发明涉及测绘技术领域，具体的说是一种基于投影的可折叠精密条码水准尺。
背景技术
随着测绘行业的发展，测绘工程所用到的测绘仪器日益先进。从传统地面测量到空中的摄影测量，测绘数据的精度越来越高。但是对于地面高程测量而言，目前为止要获得精准的高程数据还是需要依靠测量人员进行外业精密水准测量工作来获取。
现在最为流行的水准仪是电子水准仪(数字水准仪)，它同一般的水准仪的主要区别在于望远镜中安装了CCD线阵传感器的数字图像识别系统，配合使用条码水准尺进行水准测量时在尺上自动读数和记录，测量速度快，精度高。但是对于测量人员而言，精密水准测量用的条码水准尺携带极为不便，存在条码易损坏，各条码水准尺之间不能通用，夜间不能识别等缺点。
现有水准尺的问题主要包括但不限于如下几个：
①传统的精密水准尺长约2m，采用铟瓦钢制作，成本较高。同时考虑到高精度的要求，不能像四等水准的木尺一样生产便于携带的折尺和塔尺，所以在携带水准尺外出工作时会产生巨大不便，许多交通工具无法安放水准尺；
②精密水准测量为了精度考虑或者场地限制，常常会在夜间或隧道内进行测量，水准尺需要额外打光，否则数字水准仪无法读取数据；
③由于各厂家的水准尺条码生成算法不同，导致不同的的二等水准尺只能匹配相对应的设备，不能混用其他设备，不具有通用性和可更改性，提高了成本。
例如专利号为ZL201820414075.8的发明专利，虽然提供了一种方便携带的可折叠水准尺，但还存在如下缺陷：1.没有较好的解决由于尺折叠产生的误差，对于精密测量，这种误差是必须要避免的；2.没有找到完整统一的解决方案，通过添加发光设备等实现尺面的照亮工作，提高了成本。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种基于投影的可折叠精密条码水准尺。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，包括可折叠的基本尺和尺座，所述基本尺的下端固定连接所述尺座，所述尺座内部固定有投影设备，所述尺座与基本尺的连接面的露出平面与所述基本尺呈小于90度的角度，且露出平面为透光面，所述投影设备用于将条码投影在所述基本尺上。
所述投影设备投影在所述基本尺上的最远位置在所述基本尺的上部，投影在所述基本尺的最近位置在所述基本尺的下部。
所述基本尺包括本体和与副体，所述本体和副体由铰链连接，所述本体和副体用于接收投影。
所述本体上连接有第一扶手，所述副体上连接有第二扶手，所述第一扶手和所述第二扶手处于所述基本尺的相对两侧。
所述基本尺的外部设有水准气泡。
所述投影设备连接设置在所述尺座外表面的外接口，所述投影设备用于通过所述外接口更换其投影的条码。
所述基本尺正面表面附有用于接收投影的投影面板。
本发明具有以下优点及有益效果：
1.本发明创新性地引入投影技术到精密条码水准尺设计中，避免了因精密水准尺磨损或试图便携化带来的精度损失，大大提高了精密水准尺的使用寿命和精度；
2.底座和基本尺采用可分离模式，可分别对两个部分进行维修、更换和升级；
3.避免了附加光源的夜间测量方式，采用投影光照亮尺面，使得结构更加紧凑，同时也更加方便；
4.避免或减少铟瓦钢的使用，同时可以切换不同的条码，满足不同厂商品牌、类型之间水准尺的使用，进一步降低水准尺的成本。
5.可广泛应用于隧道和夜间的精密水准测量；同时能大大简化精密水准尺的运输难度；在长期的使用中降低精密水准尺的成本，具有非常现实的实际使用价值。
附图说明
图1为本发明的整体结构框图；
图2为本发明的中部细节图；
图3为本发明的下部细节图；
图4为本发明的投影设备与尺面的关系示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1-3所示，一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，包括可折叠的基本尺1和尺座2，所述基本尺1的下端固定连接所述尺座2，所述尺座2内部固定有投影设备14，所述尺座2与基本尺1的连接面的露出平面与所述基本尺1呈小于90度的角度，且露出平面为透光面12，所述投影设备14用于将条码投影在所述基本尺1上。所述尺座2用于搭载投影设备14并连接基本尺1。
所述基本尺1包括本体3和与副体4，本体3和副体4均由同一材料构成，起到支撑作用，所述本体3和副体4由铰链7连接，本体3和副体4即为铰链的下部和上部，所述本体3表面附有本体投影板5，副体4表面附有副体投影板6，两投影板均用于接收投影，材料与本体3、副体4不同(黑栅抗光幕)。
所述本体3上连接有第一扶手8，所述副体4上连接有第二扶手9，所述第一扶手8和所述第二扶手9处于所述基本尺1的相对两侧。所述本体3的外部设有水准气泡10，所述水准气泡10位于第一扶手8同侧上方，铰链7下方。
所述尺座2外表面附有投影设备外接口13，所述投影设备14用于通过所述外接口更换其投影的条码。
投影设备14的位置要求即为投影面的法线与水平面的法线有一个较小的适合的夹角，根据投影设备14和基本尺1长度等信息的不同需进行计算，需满足的标准为投影在尺面上的最远位置在尺的上部；最近位置在尺的下部，如图4所示。投影条码作为重点的目的是服务于基本尺的折叠，投影条码可以避免普通折叠处及上部的刻度不准确，可以有效减小或避免折叠误差；当然投影也同时具有可更换条码以及夜间施测不必打光等好处。
本发明的核心部分位于尺座2，尺座2内置投影设备，将经过变换的精密水准条码投影于基本尺1的投影面板上，从而在投影面板上产生光亮的条码。
投影原理和测量原理不是本发明的创新点，均是利用现有的相关的技术，因此对投影的原理等不进行限定。但就目前来看可能用到的技术和原理如下所示：
投影原理：目前初步拟定采用的是DLP的投影技术(现有技术)，但这个不是本发明的重点。以1024×768分辨率为例，在一块DMD上共有1024×768个小反射镜，每个镜子代表一个像素，每一个小反射镜都具有独立控制光线的开关能力。小反射镜反射光线的角度受视频信号控制，视频信号受数字光处理器DLP调制，把视频信号调制成等幅的脉宽调制信号，用脉冲宽度大小来控制小反射镜开、关光路的时间，在屏幕上产生不同亮度的灰度等级图像。DMD投影机根据反射镜片的多少可以分为单片式，双片式和三片式。以单片式为例，DLP能够产生色彩是由于放在光源路径上的色轮(由红、绿、蓝群组成)，光源发出的光通过会聚透镜到彩色滤色片产生RGB三基色，包含成千上万微镜的DMD芯片，将光源发出的光通过快速转动的红、绿、蓝过滤器投射到一个镶有微镜面阵列的微芯片DMD的表面，这些微镜面以每秒5000次的速度转动，反射入射光，经由整形透镜后通过镜头投射出画面。本发明所需要的只有单色的条码，不需要色轮旋转产生彩色投影。而色彩不够生动正是DLP技术的一大缺陷——DLP投影机的色彩效果依靠色轮和DMD芯片运动息息相关，单芯片DLP投影系统采用的反射式结构，特别是在中低端产品中，单芯片DLP投影系统在图像颜色的还原上比采用三原色混合LCD投影机稍逊一筹，色彩不够鲜艳生动。所以我们这个使用DLP技术进行投影可以忽略这一缺陷，保持DLP设备小巧、图像反差大、颗粒感弱等优势。
测量原理：数字水准尺的读数原理是将尺子的每个部分的高度信息通过一个编码规则形成一个条纹码。当水准仪对准条码尺进行测量时，水准尺采集当前捕获的条码，进行图像处理后反编译条码得到数字信息。各公司条码的生成方式均受专利保护，国内也有相关教授对通用的性的条码进行了研究。
由于本发明在尺座2内增加投影设备，使精密条码水准尺的材质不局限在铟瓦钢上。在实施例中，可采用铝合金等坚固、重量适中的合金材料作为基本尺和尺座外壳的制造材质，尺座下部垫上一层钢板；表面的投影面板采用黑栅结构，材料为普通黑栅抗光幕的材料。
本发明所采用的投影设备应包括光源、透镜、处理器、内存、DLP、DMD等部件，以上部件是实现投影仪投影的保障。实施例中，投影设备可采用Magnasonic推出号称全球最小的DLP微型投影仪Mini Portable Pico Projector。

Claims (7)

1.一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，包括可折叠的基本尺和尺座，所述基本尺的下端固定连接所述尺座，所述尺座内部固定有投影设备，所述尺座与基本尺的连接面的露出平面与所述基本尺呈小于90度的角度，且露出平面为透光面，所述投影设备用于将条码投影在所述基本尺上。
2.根据权利要求1所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述投影设备投影在所述基本尺上的最远位置在所述基本尺的上部，投影在所述基本尺的最近位置在所述基本尺的下部。
3.根据权利要求1所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述基本尺包括本体和与副体，所述本体和副体由铰链连接，所述本体和副体用于接收投影。
4.根据权利要求3所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述本体上连接有第一扶手，所述副体上连接有第二扶手，所述第一扶手和所述第二扶手处于所述基本尺的相对两侧。
5.根据权利要求1所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述基本尺的外部设有水准气泡。
6.根据权利要求1所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述投影设备连接设置在所述尺座外表面的外接口，所述投影设备用于通过所述外接口更换其投影的条码。
7.根据权利要求1所述的一种基于投影的可折叠精密条码水准尺，其特征在于，所述基本尺正面表面附有用于接收投影的投影面板。
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