CN112305553B

CN112305553B - 一种基于激光测距的测量系统

Info

Publication number: CN112305553B
Application number: CN202011210695.8A
Authority: CN
Inventors: 王学林
Original assignee: Inner Mongolia Guodi Land Consolidation Planning And Design Co ltd
Current assignee: Inner Mongolia Guodi Land Consolidation Planning And Design Co ltd
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2024-01-12
Anticipated expiration: 2039-11-27
Also published as: CN110967700A; CN112305553A; CN110967700B

Abstract

本发明公开了一种基于激光测距的测量系统,包括可相互连接的激光测距装置和便携式终端装置，以及与便携式终端装置连接的数据处理装置，本发明的一种基于激光测距的测量系统的优点在于使用者通过便携式终端装置即可控制激光测距模块的开启或者关闭，多次量测检测点到目标体之间的距离通过便携式终端装置进行显示，并通过便携式终端装置控制将显示的数据保存至数据存储模块或者删除相应的数据；通过设置三个激光测距模块，从两个维度准确测量检测点到不同目标体之间的距离，而且由于水平方向相向设有两个激光测距模块，使得该激光测距装置在使用时，不需要抵于待测物就可以量测出两个待测物之间的距离，应用更加的方便。

Description

一种基于激光测距的测量系统

技术领域

本发明申请为申请日2019年11月27日，申请号为：201911179935X，名称为“一种基于激光测距的测量系统”的发明专利申请的分案申请。本发明属于激光检测技术领域，特别涉及一种基于激光测距的测量系统。

背景技术

传统的房屋测量习惯是利用皮尺或钢卷尺等工具，虽然也可以满足基本要求，但是花费的时间和精力都较多，并且在长距离、测层高等测量上存在较大的误差，传统的测量方式明显不符合用户的精准度要求。

现有激光测距仪量测两待测物之间的距离时，主要是将该激光测距仪抵靠于其中一待测端（如地板），该激光测距仪是向另一待测端（如天花板）发射激光并接收该待测端（天花板）反射的激光，经计算激光的发射至接收的行进时间差，即可算出两待测端之间的距离。然而，由于现有激光测距仪只具有单一方向的测距传感器，使用时必须将激光测距仪抵靠其中一待测端才能量测与另一待测端的距离，一次只能测量两个待测物之间的距离，量测效率较低，另外，激光测距仪在使用时，必须令其产生的激光与待测端垂直，而在使用时激光测距仪与待测端的倾角很难把握，容易产生量测误差。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种量测效率高、量测精准的基于激光测距的测量系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种基于激光测距的测量系统, 其特征在于：包括可相互连接的激光测距装置和便携式终端装置，以及与便携式终端装置连接的数据处理装置，

所述激光测距装置包括：

三个激光测距模块，其中两个所述激光测距模块水平反向设置测量两个被测对象之间的距离，第三个激光测距模块（11）垂直设置测量距离顶部平面和底部平面的距离，并输出相应的距离信息和/或两个被测对象之间的高度差信息；每个激光测距模块（11）对比发射激光的波形和接受反射回来的激光波形从而计算出待测端的距离；

发送模块，与所述激光测距模块连接，用于将激光测距模块输出的距离信息发送至便携式终端装置；

第一电源模块，与激光测距模块和发送模块连接，为激光测距模块和发送模块提供工作电压；

所述便携式终端装置包括：

接收模块，与所述激光测距装置的发送模块连接，用于接收所述发送模块发送的距离信息；

数据转换模块，与接收模块连接，用于将接收到的距离信息转换可读的数据信息；

显示模块，与数据转换模块连接，用于显示表征量测点到目标体之间距离的数据信息；

主控模块，与显示模块、激光测距模块均分别连接，用于控制所述激光测距模块开启或者关闭，并且能够选择保存或者删除所述显示模块所显示的数据信息；

数据存储模块，与所述主控模块及数据转换模块连接，用于保存主控模块选择保存的数据信息；

第二电源模块，至少与所述接收模块、数据转换模块、显示模块和主控模块分别连接并提供工作电压；

所述数据处理装置包括：

数据存储部件，与所述便携式终端的数据存储模块连接，获取所述数据存储模块内存储的表征距离的数据信息；

数据归集化处理部件，与数据存储部件连接，获取数据存储部件中需要的所有数据并通过显示部件全部显示在同一个坐标系中，在显示部件显示的操作画面下，从所显示的用于表征距离的数据信息中再次筛选需要的数据信息，然后存储所筛选的数据信息至相关联的联合操作表格内；

显示部件，与所述数据归集化处理部件连接，用于显示数据归集化处理部件从数据存储部件中获取的数据信息，同时显示用于筛选该数据信息的数据归集化处理部件的操作画面；

第三电源模块，与数据处理部件、数据归集化处理部件以及显示部件均分别连接并提供工作电压。

作为优选，所述数据归集化处理部件通过设定同一量测的多组数据的归集范围来选择符合要求的数据信息，进而将符合要求的数据信息导出至联合操作表格中。

作为优选，所述激光测距模块量测检测点到目标体之间的距离满足离散谱：

其中Ex表示检测点到目标体之间的距离，V_x（t）表示特定时间内激光测距模块发出的激光的行进速度。

作为优选，所述激光测距装置水平方向同时测量得到的两个数值在数据转换模块内相加，进而使数据转换模块输出的数据信息为两个方向的数值，于数据归集化处理模块的坐标系中显示为一个点，设定数据的归集范围以后，用于标识鼠标的箭头会转换为符合归集范围的框，通过该框在坐标系中标识距离信息的多个点中进行框选，被框选的数据保存到联合操作表中并导出。

作为优选，所述数据归集化处理部件设于电脑端，通过设定多次测量结果之间的归集范围筛选需要符合要求的数据信息，该数据归集范围同时满足以下条件：

1）同一检测点到同一目标点位的多次测量的平均值的-3σ大于平均值的95%；

2）同一检测点到同一目标点位的多次测量的平均值的+3σ小于平均值的105%。

作为优选，所述数据存储模块直接设于便携式终端装置内，所述第二电源模块与所述数据存储模块连接，为所述数据存储模块提供工作电压；或者所述数据存储模块设于云端，与所述主控模块及所述数据转换模块通过互联网连接。

作为优选，所述便携式终端装置及所述数据处理装置均设有身份验证模块，用于验证使用者的身份。

作为优选，所述身份验证模块为指纹识别模块、面部识别模块和虹膜识别模块中的一种或者多种，所述的身份验证模块对应设有存储单元，所述存储单元用于存储身份信息，包括指纹信息、面部信息和虹膜信息中的一种或者多种。

作为优选，所述主控模块还包括初始化配置单元，与所述激光测距装置连接，用于根据所述主控模块发送的初始化控制指令对所述激光测距装置进行初始化配置。

作为优选，所述主控模块还包括临时存储单元以及撤销/恢复执行单元，所述临时存储单元用于在设定的时间内暂时存储激光测距模块输出的所有量测数据以及主控模块的历史指令信息；

当所述临时存储单元接收到撤销/恢复执行的撤销指示时，在所述临时存储单元的历史指令中，只追溯对于在接收到所述撤销的指令的时刻前的一部分历史指令进行撤销；

在通过所述撤销/恢复执行单元进行恢复时，所述临时存储单元接收到恢复的指令时，在所述临时存储单元中存储的历史指令中，只追溯对于在接收到所述恢复的指令的时刻前的一部分历史指令进行恢复。

与现有技术相比，本发明基于激光测距的测量系统的优点在于：

（1）本发明使用者通过便携式终端装置即可控制激光测距模块的开启或者关闭，多次量测检测点到目标体之间的距离通过便携式终端装置进行显示，并通过便携式终端装置控制将显示的数据保存至数据存储模块或者删除相应的数据；通过设置三个激光测距模块，从两个维度准确测量检测点到不同目标体之间的距离，而且由于水平方向相向设有两个激光测距模块，使得该激光测距装置在使用时，不需要抵于待测物就可以量测出两个待测物之间的距离，应用更加的方便。

（2）本发明在二维空间上对相互垂直的两个方向进行同时测量且远端读取、实时存储，以及对数据进行后续的归集处理；即：1、可以测量水平和垂直两个方向的数据，2、可以在已经测量的数据中选取自己需要的而同步存储，3、后期的数据处理。

（3）本发明不仅仅可以测得两个待测物之间的直线距离，还可以测得出两个待测物之间是否存在高度差，以及高度差值为多少。

附图说明

图1为本实施例中基于激光测距的测量系统的系统框图；

图2为本发明测量方法示意图。

图中，1、激光管测距装置；11、激光测距模块；12、发送模块；13、第一电源模块；2、便携式终端装置；21、接收模块；22、数据转换模块；23、显示模块；24、主控模块；241、初始化配置单元；242、临时存储单元；243、撤销、恢复执行单元；25、数据存储模块；26、第二电源模块；3、数据处理装置；31、数据存储部件；32、数据归集化处理部件；33、显示部件；34、第三电源模块；4、身份验证模块。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，一种基于激光测距的测量系统,如图1所示，包括可相互连接的激光测距装置和便携式终端装置2，以及与便携式终端装置2连接的数据处理装置3，

激光测距装置包括：

三个激光测距模块11，其中两个激光测距模块11水平反向设置测量两个被测对象之间的距离，第三个激光测距模块11垂直设置测量距离顶部平面和底部平面的距离，并输出相应的距离信息以及两个被测对象之间的高度差信息；

发送模块12，与激光测距模块11连接，用于将激光测距模块11输出的距离信息发送至便携式终端装置2；

第一电源模块13，与激光测距模块11和发送模块12连接，为激光测距模块11和发送模块12提供工作电压；

便携式终端装置2包括：

接收模块21，与激光测距装置的发送模块12连接，用于接收发送模块12发送的距离信息；

数据转换模块22，与接收模块21连接，用于将接收到的距离信息转换可读的数据信息；

显示模块23，与数据转换模块22连接，用于显示表征量测点到目标体之间距离的数据信息；

主控模块24，与显示模块23、激光测距模块11均分别连接，用于控制激光测距模块11开启或者关闭，并且能够选择保存或者删除显示模块23所显示的数据信息；

数据存储模块25，与主控模块24及数据转换模块22连接，用于保存主控模块24选择保存的数据信息；

第二电源模块26，至少与接收模块21、数据转换模块22、显示模块23和主控模块24分别连接并提供工作电压；

数据处理装置3包括：

数据存储部件31，与便携式终端的数据存储模块25连接，获取数据存储模块25内存储的表征距离的数据信息；

数据归集化处理部件32，与数据存储部件31连接，获取数据存储部件31中需要的所有数据并通过显示部件33全部显示在同一个坐标系中，在显示部件33显示的操作画面下，从所显示的用于表征距离的数据信息中再次筛选需要的数据信息，然后存储所筛选的数据信息至相关联的联合操作表格内；

显示部件33，与数据归集化处理部件32连接，用于显示数据归集化处理部件32从数据存储部件31中获取的数据信息，同时显示用于筛选该数据信息的数据归集化处理部件32的操作画面；

第三电源模块34，与数据处理部件、数据归集化处理部件32以及显示部件33均分别连接并提供工作电压。

数据存储模块25直接设于便携式终端装置2内，第二电源模块26与数据存储模块25连接，为数据存储模块25提供工作电压；或者数据存储模块25设于云端，与主控模块24及数据转换模块22通过互联网连接，以消除现有存储数据的装置对存储空间大小的限制。

便携式终端装置2及数据处理装置3均设有身份验证模块4，用于验证使用者的身份。身份验证模块4为指纹识别模块、面部识别模块和虹膜识别模块中的一种或者多种，的身份验证模块4对应设有存储单元，存储单元用于存储身份信息，包括指纹信息、面部信息和虹膜信息中的一种或者多种。

其中数据归集化处理部件32通过设定同一量测的多组数据的归集范围来选择符合要求的数据信息，进而将符合要求的数据信息导出至联合操作表格中。

具体地，使用者在测量两个待测物之间的距离或者是检测点到待测物之间的距离时，需要保存多次的测量结果，以便于后续对测量结果进行分析，减少单一测量结果出现的误差过大，造成的量测不精准问题，激光测距模块11量测检测点到目标体之间的距离满足离散谱：

其中Ex表示检测点到目标体之间的距离，Vx（t）表示特定时间内激光测距模块发出的激光的行进速度。

并且激光测距装置水平方向同时测量得到的两个数值在数据转换模块22内相加，进而使数据转换模块22输出的数据信息为两个方向的数值，这样得到的距离信息会在数据归集化处理模块的坐标系中显示为一个点，设定数据的归集范围以后，用于标识鼠标的箭头会转换为符合归集范围的框，通过该框在坐标系中标识距离信息的多个点中进行框选，被框选的数据保存到联合操作表中并导出。

数据归集化处理部件32设于电脑端，通过设定多次测量结果之间的归集范围筛选需要符合要求的数据信息，将离散数据中偏差较大的数值排除，进而降低最终所得距离信息的精准度，该数据归集范围同时满足以下条件：

主控模块24还包括初始化配置单元241，与激光测距装置连接，用于根据主控模块24发送的初始化控制指令对激光测距装置进行初始化配置。

主控模块24还包括临时存储单元242以及撤销/恢复执行单元243，临时存储单元242用于在设定的时间内暂时存储激光测距模块11输出的所有量测数据以及主控模块24的历史指令信息；

当临时存储单元242接收到撤销/恢复执行单元243的撤销指示时，在临时存储单元242的历史指令中，只追溯对于在接收到撤销的指令的时刻前的一部分历史指令进行撤销；

在通过撤销/恢复执行单元243进行恢复时，临时存储单元242接收到恢复的指令时，在临时存储单元242中存储的历史指令中，只追溯对于在接收到恢复的指令的时刻前的一部分历史指令进行恢复。

使用时，使用者通过便携式终端装置2即可控制激光测距模块11的开启或者关闭，多次量测检测点到目标体之间的距离通过便携式终端装置2进行显示，并通过便携式终端装置2控制将显示的数据保存至数据存储模块25或者删除相应的数据；通过设置三个激光测距模块11，从两个维度准确测量检测点到不同目标体之间的距离，而且由于水平方向相向设有两个激光测距模块11，使得该激光测距装置在使用时，不需要抵于待测物就可以量测出两个待测物之间的距离，应用更加的方便。

如图2所示，本发明还可以测量出两个被测对象之间的高度差，其测量方法如下：

图2中的O代表激光测距模块，A和B是两个被测量对象。激光测距模块位于顶部平面和底部平面之间。

首先、将激光测距模块放置在底部平面上，通过其第三个激光测距模块11测量顶部平面和底部平面之间的最短距离DH。

然后、将第一个激光测距模块对准被测量点A测得两者距离OA，将第二个激光测距模块对准被测量点B测得两者距离OB，同时第三激光测距模块测得其距顶部平面的距离OE；

第三、旋转第三激光测距模块使得其对准底部平面测得其距底部平面的距离OF，第一个激光测距模块和第二个激光测距模块保持位置不变；根据测得的EF距离和DH距离，可以计算出两者的夹角α，该夹角α也是AB与水平面AC或底部平面的夹角。

最后，计算两个被测对象之间的高度差h（BC）=sinα*AB。

需要说明一下，上述测量时，激光测距模块等硬件自身的所占空间的距离可以预先进行增加或减少，以消除测量产生的误差。

尽管以上详细地描述了本发明的优选实施例，但是应该清楚地理解，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于激光测距的测量系统, 其特征在于：包括可相互连接的激光测距装置和便携式终端装置（2），以及与便携式终端装置（2）连接的数据处理装置（3），

所述激光测距装置包括：

三个激光测距模块（11），其中两个所述激光测距模块（11）水平反向设置测量两个被测对象之间的距离，第三个激光测距模块（11）垂直设置测量距离顶部平面和底部平面的距离，并输出相应的距离信息和/或两个被测对象之间的高度差信息；

发送模块（12），与所述激光测距模块（11）连接，用于将激光测距模块（11）输出的距离信息发送至便携式终端装置（2）；

第一电源模块（13），与激光测距模块（11）和发送模块（12）连接，为激光测距模块（11）和发送模块（12）提供工作电压；

所述便携式终端装置（2）包括：

接收模块（21），与所述激光测距装置的发送模块（12）连接，用于接收所述发送模块（12）发送的距离信息；

数据转换模块（22），与接收模块（21）连接，用于将接收到的距离信息转换可读的数据信息；

显示模块（23），与数据转换模块（22）连接，用于显示表征量测点到目标体之间距离的数据信息；

主控模块（24），与显示模块（23）、激光测距模块（11）均分别连接，用于控制所述激光测距模块（11）开启或者关闭，并且能够选择保存或者删除所述显示模块（23）所显示的数据信息；

数据存储模块（25），与所述主控模块（24）及数据转换模块（22）连接，用于保存主控模块（24）选择保存的数据信息；

第二电源模块（26），至少与所述接收模块（21）、数据转换模块（22）、显示模块（23）和主控模块（24）分别连接并提供工作电压；

所述数据处理装置（3）包括：

数据存储部件（31），与所述便携式终端的数据存储模块（25）连接，获取所述数据存储模块（25）内存储的表征距离的数据信息；

数据归集化处理部件（32），与数据存储部件（31）连接，获取数据存储部件（31）中需要的所有数据并通过显示部件（33）全部显示在同一个坐标系中，在显示部件（33）显示的操作画面下，从所显示的用于表征距离的数据信息中再次筛选需要的数据信息，然后存储所筛选的数据信息至相关联的联合操作表格内；

显示部件（33），与所述数据归集化处理部件（32）连接，用于显示数据归集化处理部件（32）从数据存储部件（31）中获取的数据信息，同时显示用于筛选该数据信息的数据归集化处理部件（32）的操作画面；

第三电源模块（34），与数据处理部件、数据归集化处理部件（32）以及显示部件（33）均分别连接并提供工作电压；

测量出两个被测对象之间的高度差，其测量方法如下：

首先、将激光测距模块放置在底部平面上，通过其第三个激光测距模块（11）测量顶部平面和底部平面之间的最短距离DH；

第三、旋转第三激光测距模块使得其对准底部平面测得其距底部平面的距离OF，第一个激光测距模块和第二个激光测距模块保持位置不变；根据测得的EF距离和DH距离，可以计算出两者的夹角α，该夹角α也是AB与水平面AC或底部平面的夹角；

最后，计算两个被测对象之间的高度差h（BC）=sinα*AB；

O代表激光测距模块，A和B是两个被测量对象，激光测距模块位于顶部平面和底部平面之间。

2.根据权利要求1所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述数据归集化处理部件（32）通过设定同一量测的多组数据的归集范围来选择符合要求的数据信息，进而将符合要求的数据信息导出至联合操作表格中。

3.根据权利要求2所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述激光测距模块（11）量测检测点到目标体之间的距离满足离散谱：

4.根据权利要求1所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述激光测距装置水平方向同时测量得到的两个数值在数据转换模块（22）内相加，进而使数据转换模块（22）输出的数据信息为两个方向的数值，于数据归集化处理模块的坐标系中显示为一个点，设定数据的归集范围以后，用于标识鼠标的箭头会转换为符合归集范围的框，通过该框在坐标系中标识距离信息的多个点中进行框选，被框选的数据保存到联合操作表中并导出。

5.根据权利要求1所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述数据归集化处理部件（32）设于电脑端，通过设定多次测量结果之间的归集范围筛选需要符合要求的数据信息，该数据归集范围同时满足以下条件：

6.根据权利要求1所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述数据存储模块（25）直接设于便携式终端装置（2）内，所述第二电源模块（26）与所述数据存储模块（25）连接，为所述数据存储模块（25）提供工作电压；或者所述数据存储模块（25）设于云端，与所述主控模块（24）及所述数据转换模块（22）通过互联网连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述便携式终端装置（2）及所述数据处理装置（3）均设有身份验证模块（4），用于验证使用者的身份。

8.根据权利要求7所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述身份验证模块（4）为指纹识别模块、面部识别模块和虹膜识别模块中的一种或者多种，所述的身份验证模块（4）对应设有存储单元，所述存储单元用于存储身份信息，包括指纹信息、面部信息和虹膜信息中的一种或者多种。

9.根据权利要求8所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述主控模块（24）还包括初始化配置单元（241），与所述激光测距装置连接，用于根据所述主控模块（24）发送的初始化控制指令对所述激光测距装置进行初始化配置。

10.根据权利要求1-9任一项所述的基于激光测距的测量系统，其特征在于：所述主控模块（24）还包括临时存储单元（242）和撤销/执行恢复执行单元（243）；

所述临时存储单元（242）用于在设定的时间内暂时存储激光测距模块（11）输出的所有量测数据以及主控模块（24）的历史指令信息；

当所述临时存储单元接收到撤销/恢复执行单元（243）的撤销指示时，在所述临时存储单元的历史指令中，只追溯对于在接收到所述撤销的指令的时刻前的一部分历史指令进行撤销；

在通过所述撤销/恢复执行单元（243）进行恢复时，所述临时存储单元（242）接收到恢复的指令时，在所述临时存储单元（242）中存储的历史指令中，只追溯对于在接收到所述恢复的指令的时刻前的一部分历史指令进行恢复。