CN111025265A - 一种测量指示装置、测量系统及其调节重合方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种测量指示装置，用于激光雷达指示光与测量光的重合调节，包括指示光源和调节工装，所述调节工装包括固定座和调节部件，所述指示光源安装在固定座上并通过调节部件对其位置和角度进行调节。本发明还提供一种测量系统及其调节重合方法。本发明中通过设计测量指示装置，对光路进行改进，通过设置45°镜，配合指示光与测量光调节重合方法，实现了指示光与测量光一致性调整。在用激光雷达对被测物进行测量时，通过指示光光斑位置可以方便的看到激光雷达测量位置，省去了用红外卡找测量光位置繁琐的过程，因此，该发明使得激光雷达的应用过程方便、高效。

Description

一种测量指示装置、测量系统及其调节重合方法

技术领域

本发明属于激光三维扫描测量领域，具体涉及一种测量指示装置、测量系统及其调节重合方法。

背景技术

激光雷达是一种用于测量大型零部件三维形貌的测量设备，在航空、航天、风电叶片等大型装备领域具有重要的应用。

在用激光雷达对被测物进行测量时，需要指定测量区域，测量区域往往需要比被测物大，使被测物全部位于测量区域之中。确定测量区域，需要控制激光雷达沿被测物外围依次确定多个关键点，依次连接关键点便构成了一个多边形区域，该区域就是激光雷达的测量区域。四边形区域是激光雷达的一种常用的测量区域类型，即扫描区域是一个四边形，如图1所示。依次连接点1、点2、点3、点4，便构成了一个封闭的四边形测量区域。由于激光雷达所使用光源为红外光，不在人眼感光范围内，为了实现扫描区域的设置，需要人员手持红外卡，依次站到点1、点2、点3、点4位置处，当激光雷达测量光达到红外卡上才能识别测量光斑位置，操作过程极其繁琐，并且在测量过程中无法识别测量点位置，无法观测测量过程。

因此，在激光雷达使用过程中急需一种人眼可见的指示光，指示光与测量光光路重合，用于指示测量点位置。指示光如果与测量光调节偏差较大，会使扫描区域设置不准确，对测量过程带来影响。

发明内容

为了至少解决上述技术问题之一，本发明采用的技术方案是提供一种测量指示装置、测量系统及其调节重合方法，采用本发明提供的测量指示装置、测量系统及其调节重合方法，实现了激光雷达的测量光与指示光的一致性调整，省去了用红外卡寻找测量光位置的繁琐过程，上述装置调节重合精度高，操作简便、高效。

为了至少实现上述目的之一，本发明采用的技术方案为：

本发明提供一种测量指示装置，用于激光雷达指示光与测量光的重合调节，包括指示光源和调节工装，所述调节工装包括固定座和调节部件，所述指示光源安装在固定座上并通过调节部件对其位置和角度进行调节。

进一步地，所述调节部件设置为两组，分别设置在指示光源的前端和后端，所述调节部件为顶丝，每组数量为三个以上，所述顶丝等分排列在所述指示光源前端和后端的周向上。

进一步地，所述固定座为圆筒状设置在指示光源外部。

本发明提供一种测量系统，包括：测量光源，偏光器和上述的测量指示装置，所述偏光器设置在测量光源的前方，并可以使测量光源发出的测量光直接通过，所述指示光源设置在偏光器的侧方，所述指示光源发出的指示光通过偏光器进行反射，经过偏光器透射的测量光与经过偏光器反射的指示光实现重合。

进一步地，所述偏光器为45°镜，所述45°镜可以使测量光通过，并且使指示光全部反射。

进一步地，在所述测量光源与所述偏光器之间依次设置有准直镜、调焦镜和汇聚镜。

进一步地，所述测量系统还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置在所述偏光器的前方，经过偏光器的测量光和指示光通过平面反射镜反射到被测物体的表面。

进一步地，所述平面反射镜中部设置有旋转轴，其可绕所述旋转轴进行转动。

进一步地，所述测量光波长1550nm，所述指示光波长为650nm。

本发明还提供一种根据上述测量系统的调节重合方法，包括以下步骤：

步骤1，所述测量光通过准直镜、调焦镜、汇聚镜、偏光器后，经过平面反射镜反射到被测物体的表面；

步骤2，所述指示光通过偏光器的反射光，经过平面反射镜反射到被测物体的表面；

步骤3，使用红外卡确定测量光的位置，通过对调整工装中顶丝的调整，使指示光与测量光重合，记为位置一；

步骤4，在光路上选择另一个位置，重复步骤3，记为位置二；

步骤5，固定顶丝位置，在指示光源与固定座之间的填胶区填充无应力胶，固定顶丝的位置，完成指示光源位置的确定；

步骤6，完成测量光与指示光的重合。

本发明提供的测量指示装置、测量系统及其调节重合方法与现有技术相比，有益效果在于：

通过设计测量指示装置，对光路进行改进，通过设置45°镜，配合指示光与测量光调节重合方法，实现了指示光与测量光一致性调整。在用激光雷达对被测物进行测量时，通过指示光光斑位置可以方便的看到激光雷达测量位置，省去了用红外卡找测量光位置繁琐的过程，因此，该发明使得激光雷达的应用过程方便、高效。

总之，本发明提出了一种调节重合精度高，操作简便、高效，实用性强的测量指示装置、测量系统及其调节重合方法，其具有广泛的应用前景。

附图说明

图1是现有技术中激光雷达测量区域设置示意图；

图2是现有技术激光雷达测量系统；

图3是本发明激光雷达测量系统；

图4是本发明测量指示装置的结构示意图；

图5是本发明测量指示装置的侧视图；

图6是指示光、测量光光路示意图；

其中，附图标记说明如下：

1测量光源，1-1测量光，2偏光器，3测量指示装置，3-1指示光源，3-2固定座，3-3调节部件，3-4指示光，4平面反射镜，4-1旋转轴，5被测物体，6准直镜，7调焦镜，8汇聚镜，9填胶区，10位置一，11位置二。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下，将通过具体实施例对本发明提供的测量指示装置、测量系统及其调节重合方法作详细说明：

如图2-6所示，本发明所述的测量系统，包括：测量光源1，偏光器2和测量指示装置3，所述偏光器2设置在测量光源1的前方，在测量光源1和偏光器2之间设置有准直镜6、调焦镜7和汇聚镜8，所述测量光源1发出的测量光1-1依次通过准直镜6、调焦镜7、汇聚镜8和偏光器2，所述测量指示装置3设置在偏光器2的侧方，其发出的指示光3-4通过偏光器2进行反射，经过偏光器2透射的测量光1-1与经过偏光器2反射的指示光3-4实现重合。

本发明所述的测量指示装置3，用于激光雷达指示光3-4与测量光1-1的重合调节，包括指示光源3-1和调节工装，所述调节工装包括固定座3-2和调节部件3-3，所述固定座3-2为圆筒状并设置在指示光源3-1外周，所述调节部件3-3设置为两组，分别设置在指示光源3-1的前端和后端，所述调节部件3-3优选为顶丝，每组数量设置为三个，所述三个顶丝等分排列在所述指示光源3-1前端和后端的周向上，通过调节三个顶丝对指示光源3-1的位置和角度进行调节。

本发明所述的测量光1-1波长1550nm，所述指示光3-4波长为650nm，偏光器2具体设计为45°镜，所述45°镜可以使1550nm的测量光1-1通过，并且使650nm的指示光3-4透不过该镜，将指示光3-4全部反射。

本发明所述的测量系统，还包括平面反射镜4，所述平面反射镜4设置在所述45°镜的前方，经过45°镜的测量光1-1和指示光3-4通过平面反射镜4反射到被测物体5的表面，在所述平面反射镜4中部设置有旋转轴4-1，其可绕所述旋转轴4-1进行转动。

本发明所述根据上述测量系统的调节重合方法，包括以下步骤：

步骤1，依次设置测量光源1、准直镜6、调焦镜7和汇聚镜8，并在汇聚镜8的前方设置45°镜，使测量光1-1依次通过测量光源1前方的各镜面；

步骤2，在45°镜的侧方设置测量指示装置3，具体的为，将指示光源3-1激光器安装在调节工装中，由于加工偏差的存在，导致指示光3-4与测量光1-1不重合；

步骤3，通过调整调节工装前后六个顶丝对指示光3-4进行调整，使用红外卡确定测量光1-1的位置，通过调整指示光3-4在该位置处与测量光1-1重合，但由于一个位置重合，确定不了在整个光路上指示光3-4与测量光1-1均重合(如图6所述，位置一10重合，位置二11不重合)；

步骤4，在光路上选择另一个位置，同样将指示光3-4与测量光1-1重合，调整方法同步骤3，最终将两束光调节重合；

步骤5，调节完成后为了防止时间长，顶丝位置发生变化，导致指示光3-4位置变化，因此在调节完成后，需要对指示光3-4位置再次固定。调整完成后，在图4、5中所示填胶区9位置填充无应力胶，等胶完全凝固，激光位置将不会发生变化，从而实现将激光雷达指示光3-4与测量光1-1调节重合。

本发明中通过设计测量指示装置，对光路进行改进，通过设置45°镜，配合指示光与测量光调节重合方法，实现了指示光与测量光一致性调整。在用激光雷达对被测物进行测量时，通过指示光光斑位置可以方便的看到激光雷达测量位置，省去了用红外卡找测量光位置繁琐的过程，因此，该发明使得激光雷达的应用过程方便、高效。

总之，本发明提出了一种调节重合精度高，操作简便、高效，实用性强的测量指示装置、测量系统及其调节重合方法，其具有广泛的应用前景。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

Claims (10)

1.一种测量指示装置，用于激光雷达指示光与测量光的重合调节，其特征在于，包括指示光源和调节工装，所述调节工装包括固定座和调节部件，所述指示光源安装在固定座上并通过调节部件对其位置和角度进行调节。

2.根据权利要求1所述的测量指示装置，其特征在于，所述调节部件设置为两组，分别设置在指示光源的前端和后端，所述调节部件为顶丝，每组数量为三个以上，所述顶丝等分排列在所述指示光源前端和后端的周向上。

3.根据权利要求2所述的测量指示装置，其特征在于，所述固定座为圆筒状设置在指示光源外部。

4.一种测量系统，其特征在于，包括：测量光源，偏光器和如权利要求1-3任一项所述的测量指示装置，所述偏光器设置在测量光源的前方，并可以使测量光源发出的测量光直接通过，所述指示光源设置在偏光器的侧方，所述指示光源发出的指示光通过偏光器进行反射，经过偏光器透射的测量光与经过偏光器反射的指示光实现重合。

5.根据利要求4所述的测量系统，其特征在于，所述偏光器为45°镜，所述45°镜可以使测量光通过，并且使指示光全部反射。

6.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，在所述测量光源与所述偏光器之间依次设置有准直镜、调焦镜和汇聚镜。

7.根据权利要求6所述的测量系统，其特征在于，所述测量系统还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置在所述偏光器的前方，经过偏光器的测量光和指示光通过平面反射镜反射到被测物体的表面。

8.根据权利要求7所述的测量系统，其特征在于，所述平面反射镜中部设置有旋转轴，其可绕所述旋转轴进行转动。

9.根据权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述测量光波长1550nm，所述指示光波长为650nm。

10.一种根据权利要求9所述的测量系统的调节重合方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，所述测量光通过准直镜、调焦镜、汇聚镜、偏光器后，经过平面反射镜反射到被测物体的表面；

步骤2，所述指示光通过偏光器的反射光，经过平面反射镜反射到被测物体的表面；

步骤3，使用红外卡确定测量光的位置，通过对调整工装中顶丝的调整，使指示光与测量光重合，记为位置一；

步骤4，在光路上选择另一个位置，重复步骤3，记为位置二；

步骤5，固定顶丝位置，在指示光源与固定座之间的填胶区填充无应力胶，固定顶丝的位置，完成指示光源位置的确定；

步骤6，完成测量光与指示光的重合。

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