CN113218375A - 一种激光测绘方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种激光测绘方法，涉及工程技术的技术领域，其包括安放仪器、调平、测量标记、传输绘制等步骤，激光测绘仪包括调平板，调平板上设置有观测机构，观测机构包括气泡水准仪、激光发射器与激光接收件，激光发射器、气泡水准仪与激光接收件均同轴设置，气泡水准仪设置在激光发射器与激光接收件之间；在调平步骤中，先以气泡水平仪为基准对调平板进行初步粗调，之后通过激光发射器对激光测绘仪进行精确调整。本申请可提高激光测绘仪的水平度；在之后的测量标记过程中，能使多个点的水平高度更加接近，提高了测绘的精确性。

Description

一种激光测绘方法

技术领域

本申请涉及工程技术的领域，尤其是涉及一种激光测绘方法。

背景技术

测绘字面理解为测量和绘图，是以计算机技术、光电技术、网络通讯技术、空间科学、信息科学为基础，以全球导航卫星定位系统(GNSS)、遥感(RS)、地理信息系统(GIS)为技术核心，选取地面已有的特征点和界线并通过测量手段获得反映地面现状的图形和位置信息，供工程建设、规划设计和行政管理之用。

目前，公告日为2020年05月22日，公告号为CN210603316U的中国实用新型专利提出了一种激光测绘仪，其包括底座，安装在底座上的水平云台模块，安装在水平云台模块上的垂直云台模块，安装在垂直云台模块上的激光模块，底座的底部设置有若干调平螺丝，垂直云台模块包括垂直支架，垂直支架上安装有水平仪模块，水平仪模块包括安装在垂直支架上的水平仪安装件、安装在水平仪安装件上的气泡水平仪。

安装激光测绘仪时，以气泡水平仪为参照，通过调整调平螺丝调整垂直支架的状态，当气泡水准仪的气泡达到指定位置后，证明垂直支架处于水平状态，之后再通过水平云台模块与垂直云台模块对激光模块进行调整，激光模块负责测量。

针对上述中的相关技术，发明人认为， 使用气泡水准仪虽然可以对垂直支架进行调平，但是其调平精度较低，在使用激光模块测量距离较远的位置时，其测量的高度误差较大。

发明内容

为了提高激光测绘仪的调平精度，进而提高测绘精度，本申请提供一种激光测绘方法。

本申请提供的一种激光测绘方法，采用如下的技术方案：

一种激光测绘方法，包括以下步骤：

安放仪器，确定坐标点，并将激光测绘仪放置在坐标点上；

调平，对激光测绘仪进行调平，确保激光测量仪处于水平状态；

测量标记，对第一点进行测量，并对数据进行保存；然后转动激光测量仪，并对第二点进行测量，对数据进行保存，……；然后转动激光测量仪，并对第N点进行测量，对数据进行保存；

传输绘制，将激光测距仪测得的数据传输至计算机中，使用计算机进行图像绘制；

在进行调平步骤中，先使用气泡水平仪为基准对激光测绘仪进行初步粗调，之后通过激光折射法对激光测绘仪进行精确调整。

通过采用上述技术方案，将激光测绘仪放置在坐标点上后对激光测绘仪进行调平，在对激光测绘仪进行调平时，先使用气泡水准仪对激光测绘仪进行初步粗调，使激光测绘仪接近水平，之后使用激光折射法对激光测绘仪进行精确调整，如此可提高激光测绘仪的水平度；在之后的测量标记过程中，能使多个点的水平高度更加接近，提高了测绘的精确性。

可选的，所述安放仪器步骤中，所选择的坐标点需具备视野开阔、周围环境空旷、地势高等需求。

通过采用上述技术方案，在进行测量时，激光测绘仪不易被遮挡，在测量多个点进行测量时，相邻的两个测量点之间分布更加均匀，进而提高了绘制时的精度。

可选的，所述测量标记步骤与所述传输绘制步骤之间还设置有信息筛选步骤；

信息筛选，将每个点的测量数据进行对比，去除差距大的数据。

通过采用上述技术方案，在进行传输测绘之前，先将不合理的数据进行删除，在后续的绘制过程中减小扰动，提高了绘制精度。

可选的，所述激光测距仪包括底板，所述底板的底端设置有支撑机构，所述底板的顶端设置有调平机构，所述调平机构包括调平板，所述调平板设置在所述底板上，所述调平板上设置有转动件，所述转动件上设置有测绘模块，所述调平板上还设置有观察调平板是否水平的观测机构，所述观测机构包括气泡水准仪、激光发射器与激光接收件，所述气泡水准仪、激光发射器与激光接收件均连接在所述调平板上，所述激光发射器、气泡水准仪与激光接收件均同轴设置，所述气泡水准仪设置在所述激光发射器与所述激光接收件之间，所述气泡水准仪内填充有透明液体，且透明液体与气泡水准仪之间存在气泡。

通过采用上述技术方案，将调平板调整至水平即可完成激光测距仪的调平，在调整调平板时，观测人员先以气泡水准仪中的气泡为基准对调平板进行调平，观测人员操控调平机构直至气泡逐渐出现在气泡水准仪的中央，之后改用激光发射器与激光接收件为基准，激光发射器发射激光束并使激光束穿过气泡水准仪中的气泡，若调平板不处于水平状态时，激光束与气泡水准仪中的液面便不垂直，此时激光束发生折射，激光接收件无法接收到激光束，当激光接收件可以接收到激光束时，证明调平板被调整至水平状态。

可选的，所述激光接收件为激光接收器或着光板，所述着光板呈透明设置，所述着光板上开设有准星。

通过采用上述技术方案，在调整调平板时，若激光接收器可以接收到激光束，则证明调平板已经调平；或者在调整调平板时，观测人员观测着光板，若激光束照射到着光板的准星处时，则证明调平板已经调平。

可选的，所述观测机构还包括凸透镜，所述凸透镜与所述激光发射器同轴设置，且所述凸透镜设置在所述气泡水准仪与所述激光接收件之间。

通过采用上述技术方案，激光束穿过气泡水准仪后照射在凸透镜上，在凸透镜的作用下对激光束进行聚焦，进而中和透明液体对激光束的散射作用，使激光接收件更容易接收到激光束。

可选的，所述观测机构还包括滤光镜，所述滤光镜与所述激光发射器同轴设置，且所述滤光镜设置在所述气泡水准仪与所述着光板之间。

通过采用上述技术方案，激光束在穿过气泡后，滤光镜对激光束进行滤光，降低激光束的亮度，测量人员在观测着光板时不易被激光束刺伤眼睛，提高了测量人员使用时的舒适度。

可选的，所述观测机构还包括遮光筒，所述遮光筒设置在所述调平板上，所述激光接收件同轴设置在所述遮光筒中。

通过采用上述技术方案，在自然光线较为强烈的时候，遮光筒可以遮挡自然光纤，在激光接收件接收激光束时，能够降低自然光线对激光接收件的干扰，提高了激光接收件接收激光束的精度。

可选的，所述遮光筒包括内筒与外筒，所述内筒固定连接在所述调平板上，所述激光接收件同轴固定连接在内筒上，所述外筒套设在所述内筒外，且所述外筒与所述内筒同轴滑移连接。

通过采用上述技术方案，观测人员可根据自然光线的强烈程度控制遮光筒的伸缩，在激光接收件接收激光束时，若自然光纤非常强烈，观测人员便可将调整外筒，使外筒罩设在气泡水准仪上，如此自然光线便不易进入遮光筒中，进一步提高了激光接收件接收激光束的精度。

可选的，所述内筒上开设有外螺纹，所述外筒上开设有内螺纹，所述内筒与所述外筒螺纹连接。

通过采用上述技术方案，在使用气泡水准仪为参照对调平板进行粗略调平时，外筒可通过螺纹固定连接在内筒上，此时外筒不罩设在气泡水准仪外并且不需要观测人员扶持，降低了操作人员在粗调调平板时的难度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在进行调平步骤中，先使用气泡水平仪为基准对激光测绘仪进行初步粗调，之后通过激光折射法对激光测绘仪进行精确调整，提高了激光测绘仪的水平度，在测量标记过程中，能使多个点的水平高度更加接近，提高了测绘的精确性。

2.通过凸透镜的设置，激光束在凸透镜的作用下进行聚焦，进而中和透明液体对激光束的散射作用，使激光接收件更容易接收到激光束。

3.通过滤光镜的设置，滤光镜对激光束进行滤光，降低激光束的亮度，测量人员在观测着光板时不易被激光束刺伤眼睛，提高了测量人员使用时的舒适度。

4.通过遮光筒的设置，在自然光线较为强烈的时候，遮光筒可以遮挡自然光纤，进入降低自然光线对激光接收件的干扰，提高了激光接收件接收激光束的精度。

附图说明

图1是本申请实施例的流程示意图；

图2是本申请实施例1的激光测绘仪的整体结构示意图；

图3是本申请实施例1激光测绘仪的调平机构处的爆炸示意图；

图4是本申请实施例1激光测绘仪观测机构处的爆炸示意图；

图5是本申请实施例2的激光测绘仪的整体结构示意图；

图6是本申请实施例2激光测绘仪观测机构处的爆炸示意图。

附图标记说明：100、底板；110、上板体；111、通孔；120、下板体；121、万向球槽；200、支撑机构；210、外杆；220、内杆；230、紧固螺栓；300、调平机构；310、调平板；320、调整组件；321、外螺杆；322、内螺杆；323、万向球；324、调整螺母；400、转动件；500、测绘模块；600、观测机构；610、气泡水准仪；620、激光发射器；630、激光接收件；631、准星；640、凸透镜；650、滤光镜；660、遮光筒；661、内筒；662、外筒；670、支撑臂。

具体实施方式

以下结合附图1-6对本申请作进一步详细说明。

实施例1：

本申请实施例公开一种激光测绘方法。参照图1，激光测绘方法包括以下步骤：

S1：安放仪器，确定坐标点，并将激光测绘仪放置在坐标点上，所选择的坐标点需具备视野开阔、周围环境空旷、地势高等需求。如此在进行测量时，激光测绘仪不易被遮挡，在测量多个点进行测量时，相邻的两个测量点之间分布更加均匀，进而提高了绘制时的精度。

S2：调平，对激光测绘仪进行调平，确保激光测量仪处于水平状态；

S3：测量标记，对第一点进行测量，并对数据进行保存；然后转动激光测量仪，并对第二点进行测量，对数据进行保存，……；然后转动激光测量仪，并对第N点进行测量，对数据进行保存。通过多点多次测量，之后根据测量的结果取平均值，以提高测量的精度。

S4：信息筛选，将每个点的测量数据进行对比，去除差距大的数据，尽可能取得合理的测量值，在进行传输测绘之前，先将不合理的数据进行删除，进一步提高测量精度。

S5：传输绘制，将激光测距仪测得的数据传输至计算机中，使用计算机进行图像绘制。由于在绘制前已经将不合理的数据进行删除，在绘制过程中减小了因不合理的数据而导致的扰动，提高了绘制精度。

参照图2，上述步骤中的激光测量仪包括底板100，底板100的底端设置有起主要支撑作用的支撑机构200，底板100的顶端设置有用于将激光测量仪调平的调平机构300，调平机构300上设置有用于调整激光测量仪角度的转动件400，转动件400上设置有用于测绘的测绘模块500。

参照图2，支撑板包括上板体110与下板体120，支撑机构200设置在下板体120上。支撑机构200包括至少三个外杆210以及与外杆210数量相同的内杆220，外杆210的一端铰接在下板体120的底端面上，内杆220穿设在外杆210内并与外杆210滑移连接。每个外杆210远离下板体120的一端均螺纹连接有紧固螺栓230，紧固螺栓230远离自身螺栓头的一端穿过外杆210后与内杆220抵接。如此支撑机构200便可以对支撑板起到支撑作用，并且可通过调整内杆220从外杆210中伸出的长度大致对支撑板进行调平。

参照图2及图3，调平机构300包括调平板310以及三个调整组件320，三个调整组件320沿支撑板的周向均布设置。调整组件320包括外螺杆321与内螺杆322，内螺杆322穿设在外螺杆321内，且内螺杆322与外螺杆321螺纹连接，内螺杆322铰接在调平板310的底端面上。

参照图2及图3，下板体120的上端面上沿自身的周向均匀开设有三个万向球槽121，每个外螺杆321上焊接或一体成型有万向球323，万向球323嵌设在万向球槽121内，且万向球323可在万向球槽121中与下板体120发生万向转动。上板体110上开设有用于卡接万向球323的通孔2，通孔111的直径小于万向球323的直径且大于外螺杆321的外径。外螺杆321穿设在通孔111中，当上板体110通过螺钉固定在下板体120上时，上板体110将万向球323卡在万向球槽121中。

参照图2及图3，通过调整支撑机构200对支撑板进行粗略调平，之后再通过转动外螺杆321便可在支撑板的基础上对调平板310进行调平。为了便于测绘人员转动外螺杆321，外螺杆321远离万向球323的一端同轴卡接有调整螺母324。

参照图3及图4，调平板310上还设置有观察调平板310是否水平的观测机构600，观测机构600包括粗略观测调平板310是否水平的气泡水准仪610；气泡水准仪610呈半球壳型设置，且气泡水准仪610嵌设在调平板310的上端面上。气泡水准仪610内填充有透明液体，且透明液气与气泡水准仪610之间存在气泡。

对激光测绘仪的调平实质上是对调平板310的调平，在调平调平板310时，先以气泡水准仪610内的透明液体为参照，然后转动调整螺母324。在转动调整螺母324时，气泡会在气泡水准仪610中流动，当气泡流动至与气泡水准仪610同轴时，证明调平板310被初步调平。

参照图3及图4，调平板310上还设置有用于精确观测调平板310是否水平的激光发射器620与激光接收件630，本申请实施例中，激光接收件630为着光板。激光发射器620嵌设在调平板310上，且激光发射器620与气泡水准仪610同轴设置；着光板通过遮光筒660设置在调平板310上，且着光板也与气泡水准仪610同轴设置；激光发射器620发射的激光束穿过气泡水准仪610后照射在着光板上。着光板呈透明设置，且着光板上开设有准星631。

调平板310被初步调平后，测绘人员便以着光板为参照对调平板310进行精确调平。由于气泡的存在，透明液体在气泡水准仪610内会形成液面，若激光束与透明液体的液面不垂直，透明液体的液面便会对激光束进行折射，使激光束无法落在着光板的准星631上。测绘人员通过观察着光板并转动调整螺母324，当激光束照射在准星631的正中心时，证明调平板310被精确调平。

参照图3及图4，由于激光束在穿过透明液体时会发生散射，激光束照射在着光板上时，着光板上的显影面积较大，不利于操作人员将激光束调整至对准准星631的正中心。因此在遮光筒660内还同轴嵌设有凸透镜640，凸透镜640设置在气泡水准仪610与着光板之间，如此凸透镜640便可对散射的激光束进行聚焦，减小激光束在着光板上的显影面积，进而提高调整精度。

参照图3及图4，测绘人员在直接注视激光束时，眼部容易在激光束的照射下产生刺痛感，因此在遮光筒660内还同轴嵌设有滤光镜650，滤光镜650设置在凸透镜640与着光板之间。如此测绘人员在观测激光束的位置时便不易被激光束刺伤眼睛，提高了使用时的舒适度。

参照图3及图4，在自然光较强的位置，自然光也可能会影响测绘人员观测激光束，为了降低自然光对激光束的影响，遮光筒660为伸缩筒。遮光筒660包括内筒661与外筒662，内筒661通过支撑臂670固定连接在调平板310上，着光板、凸透镜640、滤光板均同轴嵌设在内筒661中。外筒662套设在内筒661上，当初步调平完毕后，降下外筒662使外筒662罩设在气泡水准仪610上，如此遮光筒660外部的光线便不易进入遮光筒660内影响激光束，便于测绘人员观测激光束在着光板上的显影位置。

参照图3及图4，为了便于测绘人员观测气泡水准仪610，外筒662的上端开设有内螺纹，内筒661的上端开设有外螺纹，外筒662与内筒661螺纹连接。测绘人员在观测水准气泡时，内筒661与外筒662螺纹连接在一起，此时气泡水准仪610裸露在外，测绘人员可直接观测气泡水准仪610而不需扶持外筒662；当测绘人员观测激光束时，转动外筒662使外筒662与内筒661不再螺纹连接，此时外筒662便可与内筒661发生相对滑移，降低了外筒662罩设在气泡水准仪610上的难度。

参照图2及图3，转动件400转动连接在调平板310上，且转动件400的转动轴垂直于调平板310；测绘模块500转动连接在转动件400上，且测绘模块500与转动件400之间的转动轴垂直于转动件400与调平板310之间的转动轴。

在对激光测绘仪进行调平时，先使用气泡水准仪610对激光测绘仪进行初步粗调，使激光测绘仪接近水平，之后使用激光折射法对激光测绘仪进行精确调整，如此可提高激光测绘仪的水平度。之后便可转动转动件400与测绘模块500，以调整测绘模块500的测绘角度，由于调平板310的水平度更高，在测量标记过程中，能使多个点的水平高度更加接近，提高了测绘的精确性。

本申请实施例一种激光测绘方法的实施原理为：

在测绘前先选定视野开阔、周围环境空旷、地势高的坐标点，并将激光测绘仪架设在坐标点上；在夹设激光测绘仪时，先展开激光测绘仪的支撑机构200，进而对底座进行支撑；之后通过调整调平机构300对调平板310进行调平。在对激光测绘仪进行调平时，先使用气泡水准仪610对激光测绘仪进行初步粗调，使激光测绘仪接近水平，之后使用激光折射法对激光测绘仪进行精确调整。在使用激光折射法调整调平板310时，测绘人员通过目视的方式观测着光板，直至激光发射器620发射的激光束照射在准星631的正中心，如此便完成调平板310的精确调整，如此可提高激光测绘仪的水平度。之后便可转动转动件400与测绘模块500，以调整测绘模块500的测绘角度并对多个点进行测量。由于调平板310的水平度更高，在测量标记过程中，能使多个点的水平高度更加接近，提高了测绘的精确性。

由于通过多点多次测量，之后根据测量的结果取平均值，以提高测量的精度，而且将每个点的测量数据进行对比，去除差距大的数据，尽可能取得合理的测量值，在进行传输测绘之前，先将不合理的数据进行删除，进一步提高测量精度。最后将激光测距仪测得的数据传输至计算机中，使用计算机进行图像绘制。

实施例2：

本申请实施例公开一种激光测绘方法，参照图5及图6，与实施例1的区别在于，激光测绘仪上设置有观测机构600，其中观测机构600包括激光发射器620、气泡水准仪610、激光接收件630凸透镜640以及遮光筒660，激光接收件630为激光接收器。激光接收器嵌设在遮光筒660的内筒661上，凸透镜640设置在激光接收器与气泡水准仪610之间。

本申请实施例一种激光测绘方法的实施原理为：

在对激光测绘仪进行调平时，先使用气泡水准仪610对激光测绘仪进行初步粗调，使激光测绘仪接近水平，之后使用激光折射法对激光测绘仪进行精确调整。在使用激光折射法调整调平板310时，使用激光接收器接收激光发射器620所发射的激光束，当激光接收器能够接收到激光发射器620所发射的激光束时，证明完成调平板310的精确调整，如此可提高激光测绘仪的水平度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光测绘方法，其特征在于；包括以下步骤：

安放仪器，确定坐标点，并将激光测绘仪放置在坐标点上；

调平，对激光测绘仪进行调平，确保激光测量仪处于水平状态；

测量标记，对第一点进行测量，并对数据进行保存；然后转动激光测量仪，并对第二点进行测量，对数据进行保存，……；然后转动激光测量仪，并对第N点进行测量，对数据进行保存；

传输绘制，将激光测距仪测得的数据传输至计算机中，使用计算机进行图像绘制；

在进行调平步骤中，先使用气泡水平仪为基准对激光测绘仪进行初步粗调，之后通过激光折射法对激光测绘仪进行精确调整。

2.根据权利要求1所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述安放仪器步骤中，所选择的坐标点需具备视野开阔、周围环境空旷、地势高等需求。

3.根据权利要求1所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述测量标记步骤与所述传输绘制步骤之间还设置有信息筛选步骤；

信息筛选，将每个点的测量数据进行对比，去除差距大的数据。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述激光测距仪包括底板（100），所述底板（100）的底端设置有支撑机构（200），所述底板（100）的顶端设置有调平机构（300），所述调平机构（300）包括调平板（310），所述调平板（310）设置在所述底板（100）上，所述调平板（310）上设置有转动件（400），所述转动件（400）上设置有测绘模块（500），所述调平板（310）上还设置有观察调平板（310）是否水平的观测机构（600），所述观测机构（600）包括气泡水准仪（610）、激光发射器（620）与激光接收件（630），所述气泡水准仪（610）、激光发射器（620）与激光接收件（630）均连接在所述调平板（310）上，所述激光发射器（620）、气泡水准仪（610）与激光接收件（630）均同轴设置，所述气泡水准仪（610）设置在所述激光发射器（620）与所述激光接收件（630）之间，所述气泡水准仪（610）内填充有透明液体，且透明液体与气泡水准仪（610）之间存在气泡。

5.根据权利要求4所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述激光接收件（630）为激光接收器或着光板，所述着光板呈透明设置，所述着光板上开设有准星（631）。

6.根据权利要求4所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述观测机构（600）还包括凸透镜（640），所述凸透镜（640）与所述激光发射器（620）同轴设置，且所述凸透镜（640）设置在所述气泡水准仪（610）与所述激光接收件（630）之间。

7.根据权利要求4所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述观测机构（600）还包括滤光镜（650），所述滤光镜（650）与所述激光发射器（620）同轴设置，且所述滤光镜（650）设置在所述气泡水准仪（610）与所述着光板之间。

8.根据权利要求4所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述观测机构（600）还包括遮光筒（660），所述遮光筒（660）设置在所述调平板（310）上，所述激光接收件（630）同轴设置在所述遮光筒（660）中。

9.根据权利要求8所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述遮光筒（660）包括内筒（661）与外筒（662），所述内筒（661）固定连接在所述调平板（310）上，所述激光接收件（630）同轴固定连接在内筒（661）上，所述外筒（662）套设在所述内筒（661）外，且所述外筒（662）与所述内筒（661）同轴滑移连接。

10.根据权利要求9所述的一种激光测绘方法，其特征在于：所述内筒（661）上开设有外螺纹，所述外筒（662）上开设有内螺纹，所述内筒（661）与所述外筒（662）螺纹连接。

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