CN113466880A

CN113466880A - 激光测距方法及装置

Info

Publication number: CN113466880A
Application number: CN202110648335.4A
Authority: CN
Inventors: 陈建辉; 梁超; 陆万雁; 瞿志刚; 周栋; 贾立博; 王维斌; 赵冲; 邵健; 梁耀坤
Original assignee: China Nuclear Engineering Consulting Co Ltd
Current assignee: China Nuclear Engineering Consulting Co Ltd
Priority date: 2021-06-10
Filing date: 2021-06-10
Publication date: 2021-10-01

Abstract

本发明提供一种激光测距方法及装置，包括：设置基点、基准线及所述基准线上的参照点，并获取多个埋件中的每个埋件在所述基准线上的垂足点；由所述基点向所述垂足点、所述参照点及每个所述埋件分别投射光束；基于每个所述埋件与所述基准线上的对应垂足点之间的间距、以及每个所述垂足点与所述参照点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的垂直间距和水平间距。本发明通过同一基点向埋件、垂足点和参照点投射光束，基于光束的长度和对应光束的夹角，利用三角函数原理计算出埋件到垂足点之间以及垂足点到参照点之间的间距，从而计算出两个埋件之间的垂直间距和水平间距，实现核设施设备室墙体埋件之间位置的准确高效测量。

Description

激光测距方法及装置

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种激光测距方法及装置。

背景技术

激光测距仪是利用激光对目标进行准确测定的仪器。相位法激光测距仪使用激光器向目标发射一束细激光，通过激光相位检测原件接收反射的激光束，根据接收激光的相位延迟计算距离，其测量精度极高，一般为毫米级。

但是现阶段激光测距仪要测量两点之间的距离，需要测量者先到达其中一点，然后在这点的位置向另一点发射激光，从而测量两点之间的距离。对于无法到达其中一点的位置的距离测量，现有激光测距仪很难进行有效测定。并且对于不在同一水平面或者垂直面的两点之间的水平距离和垂直距离，现有激光测距仪也是无法进行测量。

发明内容

本发明提供一种激光测距方法及装置，用以解决现有技术中激光测距仪难以对核设施设备室墙体埋件之间的距离以及它们之间的水平距离和垂直距离进行准确测量的缺陷，实现核设施设备室墙体埋件之间位置的准确高效测量。

一方面，本发明提供一种激光测距方法，包括：

设置基点、基准线及所述基准线上的参照点，并获取多个埋件中的每个埋件在所述基准线上的垂足点；

由所述基点向所述垂足点、所述参照点及每个所述埋件分别投射光束；

基于每个所述埋件与所述基准线上的对应垂足点之间的间距、以及每个所述垂足点与所述参照点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的垂直间距和水平间距。

根据本发明提供的激光测距方法，由所述基点向所述垂足点及每个所述埋件分别投射光束的步骤，具体包括：

由所述基点向第一埋件投射第一光束，并向所述第一埋件在所述基准线上的垂足点投射第三光束；

由所述基点向第二埋件投射第二光束，并向所述第二埋件在所述基准线上的垂足点投射第四光束。

根据本发明提供的激光测距方法，基于每个所述埋件与所述基准线上的对应垂足点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的垂直间距的步骤，具体包括：

基于所述第一光束的光束长度值、所述第三光束的光束长度值以及所述第一光束和所述第三光束之间的夹角，确定所述第一埋件与所述基准线之间的第一间距；

基于所述第二光束的光束长度值、所述第四光束的光束长度值以及所述第二光束和所述第四光束之间的夹角，确定所述第二埋件与所述基准线之间的第二间距；

基于所述第一间距和所述第二间距，确定所述第一埋件与所述第二埋件之间的垂直间距。

根据本发明提供的激光测距方法，由所述基点向所述参照点投射光束的步骤，具体包括：

由所述基点向所述参照点投射第五光束。

根据本发明提供的激光测距方法，基于每个所述垂足点与所述参照点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的水平间距的步骤，具体包括：

基于所述第三光束的光束长度值、所述第五光束的光束长度值以及所述第三光束和所述第五光束之间的夹角，确定所述第一埋件在所述基准线上的对应垂足点与所述参照点之间的第三间距；

基于所述第四光束的光束长度值、所述第五光束的光束长度值以及所述第四光束和所述第五光束之间的夹角，确定所述第二埋件在所述基准线上的对应垂足点与所述参照点之间的第四间距；

基于所述第三间距和所述第四间距，确定所述第一埋件与所述第二埋件之间的水平间距。

另一方面，本发明还提供一种激光测距装置，包括：

激光测距仪，所述激光测距仪配置成向所述参照点、多个埋件中的每一者、以及多个埋件在所述基准线上的垂足点分别投射光束，并测量所述基点与所述参照点、所述基点与多个所述埋件中的每一者、以及所述基点与各个所述垂足点的间距；

角度测量仪，所述角度测量仪对应于所述激光测距仪设置并且配置成测量所述激光测距仪的不同光束之间的夹角。

根据本发明提供的激光测距装置，所述激光测距仪包括：

第一激光测距单元，用于向第一埋件投射第一光束；

第二激光测距单元，用于向第二埋件投射第二光束；

第三激光测距单元，用于向所述第一埋件在所述基准线上的垂足点投射第三光束；

第四激光测距单元，用于向所述第二埋件在所述基准线上的垂足点投射第四光束。

根据本发明提供的激光测距装置，所述激光测距仪还包括：

第五激光测距单元，用于向所述参照点投射第五光束。

根据本发明提供的激光测距装置，还包括：

数据处理单元，所述数据处理单元与所述激光测距仪和所述角度测量仪电连接并且配置成：

基于所述基点与所述参照点、所述基点与多个所述埋件中的每一者、以及所述基点与各个所述垂足点的距离，并根据各光束之间的夹角计算所述埋件与所述垂足点之间、以及所述垂足点与所述参照点之间的间距；

基于每个所述埋件与对应的所述垂足点之间、各个所述垂足点与所述参照点之间的间距，计算相邻所述埋件之间的垂直间距和水平间距。

根据本发明提供的激光测距装置，还包括显示装置，所述显示装置与所述数据处理单元电连接并且配置成显示所述数据处理单元的各参数值。

本发明提供的激光测距方法及装置，通过在待测量埋件的共同平面上设置基准线，并在基准线上设置参照点，确定埋件在基准线上的垂足点，通过同一基点向埋件、垂足点和参照点投射光束，基于光束的长度和对应光束的夹角，利用三角函数原理计算出埋件到垂足点之间以及垂足点到参照点之间的间距，从而由上述间距计算出两个埋件之间的垂直间距和水平间距。整个测量过程简单快捷，计算数据准确，误差小，测量效率高，解决了墙体埋件之间有阻碍不便测量的问题，实现核设施设备室墙体埋件之间位置的准确高效测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的激光测距方法及装置的工作原理图；

图2是本发明提供的激光测距方法的步骤流程图。

附图标记：

1：第一激光测距单 11：第一光束； 2：第二激光测距单

元；元；

21：第二光束； 3：第三激光测距单 31：第三光束；

元；

4：第四激光测距单 41：第四光束； 5：第五激光测距单

元；元；

51：第五光束； 6：角度测量仪； 7：数据处理单元；

8：显示装置； o：基点； a：参照点；

b：第一埋件垂足点； c：第二埋件垂足点； abc:基准线；

m：第一埋件； n：第二埋件。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供一种激光测距方法，包括如下步骤：

第一步：

S1：首先设置基点o和基准线abc，并设置基准线abc上的参照点a，随后找到每个要测量的埋件在基准线abc上的垂足点。

具体的，在核设施设备室的墙体上设置一条直线，该直线可以设置成水平的，即得到基准线abc。基点o是核设施设备室的墙体外的任意一点。

S2：然后在基准线abc上确定一个任意的点，该点作为参照点a。

S3：随后，由墙体上的埋件向基准线abc引垂线，分别找到各个埋件在基准线abc上的垂足。如图1所示，本发明实施例以第一埋件m和第二埋件n为例，找到第一埋件m和第二埋件n分别在基准线abc上的垂足点b和c。

第二步：

S4：由基点o向第一埋件m、第二埋件n、垂足点b、垂足点c以及参照点a分别投射光束；

具体的，由基点o向第一埋件m投射第一光束11，并向第一埋件m在基准线abc上的垂足点b投射第三光束31；

由基点o向第二埋件n投射第二光束21，并向第二埋件n在基准线abc上的垂足点c投射第四光束41。

由基点o向a点投射第五光束51。

S5：分别得到上述的第一光束11、第二光束21、第三光束31、第四光束41和第五光束51的长度参数值，即om、on、ob、oc和oa的长度值。

同时得到第一光束11和第三光束31的夹角∠mob、第二光束21和第四光束41的夹角∠noc、第三光束31和第五光束51的夹角∠aob以及第四光束41和第五光束51的夹角∠aoc的角度参数值。

本发明实施例中，上述光束均通过激光测距仪发出，激光测距仪可以直接得出上述第一光束11、第二光束21、第三光束31、第四光束41和第五光束51的长度参数值。

本发明实施例中，通过角度测量仪6测量上述各个角度的参数值，通过激光测距仪的转动角度，角度测量仪6可以将其对应的角度测量出来，保证数据的准确性。

第三步：

S6：计算每个埋件与基准线abc上的对应垂足点之间的间距。

在该步骤中，要测量第一埋件m到垂足点b的距离，即mb的长度；还要测量第二埋件n到垂足点c的距离，即nc的长度。

首先，基于第一光束11的光束长度值om、第三光束31的光束长度值ob以及第一光束11和第三光束31之间的夹角∠mob，确定第一埋件m与垂足点b之间的第一间距mb。

利用余弦定理：

通过第一光束11长度值om、第三光束31长度值ob以及其角度值∠mob计算第一间距mb，

同理，基于第二光束21的光束长度值on、第四光束41的光束长度值oc以及第二光束21和第四光束41之间的夹角∠noc，确定第二埋件n与垂足点c之间的第二间距nc。

同样利用余弦定理：

通过第二光束21长度值on、第四光束41长度值oc以及其角度值∠noc计算第二间距nc，

S7：基于第一间距mb和第二间距nc，确定第一埋件m与第二埋件n之间的垂直间距d₁。

其中，

若基准线abc位于第一埋件m与第二埋件n之间，则

d₁＝mb+nc

若水平基准线abc位于第一埋件m与第二埋件n同一侧，则

d₁＝mb-nc(取正值)

S8：计算每个垂足点与参照点a之间的间距，确定相邻所述埋件之间的垂直间距和水平间距。

在该步骤中，要测量参照点a到垂足点b的距离，即ab的长度；还要测量参照点a到垂足点c的距离，即ac的长度。

首先，基于第三光束31的光束长度值ob、第五光束51的光束长度值oa以及第三光束31和第五光束51之间的夹角∠aob，确定参照点a到垂足点b之间的第三间距ab。

利用余弦定理：

通过第五光束51长度值oa、第三光束31长度值ob以及其角度值∠aob计算第三间距ab，

同理，基于第四光束41的光束长度值oc、第五光束51的光束长度值oa以及第四光束41和第五光束51之间的夹角∠aoc，确定参照点a到垂足点c之间的第四间距ac。

同样利用余弦定理：

通过第五光束51长度值oa、第四光束41长度值oc以及其角度值∠aoc计算第四间距ac,

S9：基于第三间距ab和第四间距ac，确定第一埋件m与第二埋件n之间的水平间距d₂。

其中，

若参照点a位于第一埋件m与第二埋件n之间，则

d₂＝ab+ac

若参照点a位于第一埋件m与第二埋件n同一侧，则

d₂＝ab-ac(取正值)

由上述激光测距方法可以测出核设施设备室墙体上两个埋件之间的水平距离和垂直距离。同样利用两个埋件之间的水平距离和垂直距离可以测出两个埋件之间的直线距离。

通过本实施例提供的激光测距方法，测量过程简单快捷，计算数据准确，误差小，测量效率高，解决了墙体埋件之间有阻碍不便测量的问题，实现核设施设备室墙体埋件之间位置的准确高效测量。

本发明实施例还提供一种激光测距装置，该装置包括：

激光测距仪，激光测距仪配置成向参照点a、多个埋件中的每一者、以及多个埋件在基准线abc上的垂足点分别投射光束，并测量基点o与参照点a、基o点与多个所述埋件中的每一者、以及基点o与各个垂足点的间距；

角度测量仪6，角度测量仪6对应于激光测距仪设置并且配置成测量激光测距仪的不同光束之间的夹角。

具体的，本发明实施例中要测量第一埋件m和第二埋件n的垂直间距和水平间距，激光测距仪设置成五个，分别为：

第一激光测距单元1，用于向第一埋件m投射第一光束11；

第二激光测距单元2，用于向第二埋件n投射第二光束21；

第三激光测距单元3，用于向第一埋件m在基准线abc上的垂足点b投射第三光束31；

第四激光测距单元4，用于向第二埋件n在基准线abc上的垂足点c投射第四光束41。

第五激光测距单元5，用于向参照点a投射第五光束51。

五个激光测距仪设置在同一基点o上，并且可以绕基点o自由转动。角度测量仪6设置在基点o上，对五个激光测距仪转动的角度进行测量。优选的，角度测量仪6采用角度传感器，保证对五个激光测距仪转动的角度进行精准测量。

本发明实施例中，为了方便确定埋件在基准线abc上的垂足点，第一激光测距单元1和第三激光测距单元3设置在同一竖直平面内，第二激光测距单元2和第四激光测距单元4设置在同一竖直平面内，同时，第三激光测距单元3、第四激光测距单元4和第五激光测距单元5设置在同一水平面上，即第三光束31、第四光束41和第五光束51投射到核设施设备室墙体上的水平线形成基准线abc。这样，当第一光束11和第二光束21分别投射到第一埋件m和第二埋件n时，第三光束31自然落到第一埋件m在基准线abc上的垂足点b上，第四光束41自然落到第二埋件n在基准线abc上的垂足点c上。使激光测距装置使用更加便捷高效。

通过本实施例提供的激光测距装置，并通过上述激光测距方法的步骤，可以实现对核设施设备室墙体埋件之间位置的准确高效测量。

进一步地，本发明实施例还具有数据处理单元7，数据处理单元7与激光测距仪和角度测量仪6电连接，并且数据处理单元7具有上述激光测距方法的计算逻辑。可以对五个激光测距仪和角度测量仪6输出的各项数据参数进行计算，迅速得到埋件之间的竖直间距和水平间距的参数值。

再进一步地，本发明实施例提供的激光测距装置还包括显示装置8，显示装置8与数据处理单元7电连接，可以将数据处理单元7的各参数值进行显示，使测量结果更加直观化。数据处理单元7和显示装置8使激光测距装置更加智能化，使用起来更加便捷，测量效率更加高效。

整个测量计算过程经过处理单元7处理，将数据显示在显示装置8，准确高效，实现对核设施设备间的侧墙上的埋件位置的有效测量。

此外，上述的处理单元7中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种激光测距方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的激光测距方法，其特征在于，由所述基点向所述垂足点及每个所述埋件分别投射光束的步骤，具体包括：

3.根据权利要求2所述的激光测距方法，其特征在于，基于每个所述埋件与所述基准线上的对应垂足点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的垂直间距的步骤，具体包括：

4.根据权利要求3所述的激光测距方法，其特征在于，由所述基点向所述参照点投射光束的步骤，具体包括：

由所述基点向所述参照点投射第五光束。

5.根据权利要求4所述的激光测距方法，其特征在于，基于每个所述垂足点与所述参照点之间的间距，确定相邻所述埋件之间的水平间距的步骤，具体包括：

6.一种用于执行权利要求1至5中任一项所述激光测距方法的激光测距装置，其特征在于，包括：

7.根据权利要求6所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距仪包括：

第一激光测距单元，用于向第一埋件投射第一光束；

第二激光测距单元，用于向第二埋件投射第二光束；

8.根据权利要求7所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光测距仪还包括：

第五激光测距单元，用于向所述参照点投射第五光束。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，还包括：

10.根据权利要求9所述的激光测距装置，其特征在于，还包括显示装置，所述显示装置与所述数据处理单元电连接并且配置成显示所述数据处理单元的各参数值。