CN208833911U - 一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，属于测绘领域，包括测距仪本体，所述测距仪本体内部设置有控制单元和分别与控制单元连接的发射系统、接收系统、复位系统、显示系统和红外位标器部分，本实用新型能够自动识别架空线路，并准确测量出架空线路的垂直高度。

Description

一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及手持激光测距仪，尤其是测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，属于测绘领域。

背景技术

输电线路的地形图测量,主要是对线路方向上地势起伏、水体植被、地表附着物和交叉跨越物的测量，交叉跨越物是指公路、铁路、建筑、树木、管道以及各种架空线路等，对上述目标测量时，地形图上不但要绘制其平面位置，还应标注其高度。

目前常用测量交叉跨越高度的方法，主要分为两类：全站仪(或电子经纬仪)测量和手持激光测距仪测量。

下面以跨越某架空线路为例，对比两种测量方法的优劣：

全站仪(或电子经纬仪)测量方法：在被测目标附近埋设木桩，采集其高程信息，在此点对中整平三角架，架设全站仪，将反射棱镜安置于目标点的垂直投影点位置，用全站仪瞄准棱镜后锁定目标点，依靠斜距和倾角，计算求得线路到棱镜的距离，该距离加对中杆长度即为交叉跨越点对地面的高度，此交叉跨越点高程为该点垂直投影点位置的高程加线路到地面的高度。

手持激光测距仪测量方法：瞄准被测目标发射激光，由于测量距离、光线条件、测量目标反射情况不同，大约需要0.5-4秒时间不等(部分设备测量结束有声音提示)，测量结果就能显示出来，该高度加上观测者视线高度，即为被测目标高度。

表1常用交叉跨越测量方法对比分析表

由此可见，全站仪、电子经纬仪和手持激光测距仪精度都能够满足设计要求，而其中，手持激光测距仪在测速、用工数量、携带便利程度等多个方面均要优于全站仪和电子经纬仪，在被测目标体积较大时(如建筑、树木、管道等)，手持激光测距仪仍然不输全站仪，但是如果需测各种架空线路时，手持激光测距仪唯一的劣势就暴露了出来——不易瞄准，因此，瞄准是手持激光测距仪急需解决的一个难题。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是提供一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，能够解决手持激光测距仪针对架空线路的瞄准难的问题，自动识别架空线路位置，准确测量出架空线路的垂直高度。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：

一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，包括测距仪本体，所述测距仪本体内部设置有控制单元和分别与控制单元连接的发射系统、接收系统、复位系统、显示系统和红外位标器部分。

所述发射系统包括依次连接的脉冲激光器、取样器和定位装置，脉冲激光器、取样器和定位装置还分别与控制单元连接，测距仪本体一个端面上设置有激光发射口，激光发射口与脉冲激光器相对；所述复位系统包括设置在测距仪本体内部的复位模块和设置在测距仪上表面的复位按钮，所述复位按钮通过控制单元与复位模块连接；所述显示系统包括设置在测距仪本体上的显示屏和设置在测距仪本体内的显示模块，所述显示模块通过控制单元与显示屏连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述红外位标器部分包括依次连接的光学系统、调制盘和红外探测器，且红外探测器分别与控制单元和发射系统的定位装置连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述光学系统包括半球形的整流罩、起聚焦作用的主反光镜、折射光路的次反光镜和过滤辐射波段的滤光镜，所述调制盘位于光学系统的焦平面上，调制盘后方设置有能把调制后的红外辐射能转化为电信号的红外探测器。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述接收系统包括依次连接的光电探测器、放大器、脉冲整形器、电子开关和设置在测距仪本体上激光发射口一旁的接收口，所述接收口与光电探测器相对，电子开关还分别与控制单元和计数器连接。

本实用新型技术方案的进一步改进在于：所述显示模块能够根据控制单元发出的前后左右指示信号在显示屏上显示前后左右的指示箭头。

由于采用了上述技术方案，本实用新型取得的技术进步是：

1、能够根据运行中的架空线路温度远高于周围空气环境温度，会发出与周围环境不同的红外辐射原理，通过红外位标器发射的方位信息电信号与发射系统发射的基准方位信号进行比较，形成的偏差方位信号能够自动调整脉冲激光器的发射方向，瞄准架空线路位置，准确测量出架空线路的垂直高度；

2、测距仪本体内部设置的红外位标器部分能够将收集的辐射红外线，进行光学滤波、空间滤波和抑制背景干扰后，经红外探测器转换为方位信号。

3、用工少，可节约测量人员1-2人；

4、负重少，手持激光测距仪比全站仪(或电子经纬仪)质量轻5-8千克；

5、测速快，测量一处架空线路交叉跨越节省10-15分钟。

附图说明

图1是本实用新型原理框图；

图2是本实用新型各部件连接图；

图3是本实用新型红外位标器部分的结构示意图；

图4是本实用新型装置结构示意图；

其中，1、主反光镜，2、整流罩，3、次反光镜，4、调制盘，5、红外探测器，6、复位按钮，7、显示屏，8、激光发射口，9、接收口。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型做进一步详细说明：

如图1所示，一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，是利用激光对架空线路的垂直距离进行准确测定的仪器，包括测距仪本体，测距仪本体内部设置有控制单元和分别与控制单元连接的发射系统、接收系统、复位系统、显示系统和红外位标器部分，发射系统包括依次连接的脉冲激光器、取样器和定位装置，定位装置为三轴陀螺仪芯片，定位装置通过控制单元产生一个基准方位信号，脉冲激光器和取样器分别与控制单元连接，脉冲激光器能够产生激光脉冲输出，该激光脉冲的一小部分由取样器直接送到控制单元，作为计时的起始点信号，接收系统包括依次连接的光电探测器、放大器、脉冲整形器、电子开关和设置在测距仪本体上激光发射口一旁的接收口9，接收口9与光电探测器相对，电子开关还分别与控制单元和计数器连接，而脉冲激光器输出的大部分激光脉冲会射向被测目标，经被测目标反射后由接收系统的光电探测器接收，经放大器放大，脉冲整形器整形滤波后得到计数终止信号，再由控制单元通过计数器的读数算出被测距离。

红外位标器部分包括依次连接的光学系统、调制盘和红外探测器，红外探测器分别与控制单元和发射系统的定位装置连接，光学系统包括半球形的整流罩2、起聚焦作用的主反光镜1、折射光路的次反光镜3和过滤辐射波段的滤光镜，具有空间滤波和抑制背景干扰的调制盘4位于光学系统的焦平面上，能把调制后的红外辐射能转化为电信号的红外探测器5设置在调制盘后方，由目标辐射来的红外辐射能量透过整流罩2照射到主反光镜1上，经聚焦后反射到次反光镜3，由次反光镜3反射后，经校正透镜进一步聚焦后，最后成像在调制盘4上，调制盘4进行空间滤波以及抑制背景干扰，得出目标的角度信息，并经红外探测器5变换为方位信息的电信号，这个信号与发射系统的基准信号通过控制单元进行比较，形成偏差方位信号，该偏差方位信号能够确定架空线路的方位，控制单元通过偏差方位信号发出前后左右的指示命令，显示模块根据控制单元的指示命令会在显示屏7上显示前后左右的指示箭头，测量人根据指示箭头前后左右移动手持激光测距仪，直至显示屏7上的指示箭头消失，则瞄准了架空线路，实现自动识别架空线路位置的功能。

复位系统包括设置在测距仪本体内部的复位模块和设置在测距仪上表面的复位按钮6，所述复位按钮6通过控制单元与复位模块连接；所述显示系统包括设置在测距仪本体上的显示屏7和设置在测距仪本体内的显示模块，所述显示模块通过控制单元与显示屏7连接。

工作原理：

温度高于绝对零度的物体都要不断发射红外辐射，红外辐射的功率随物体温度的升高而增加，运行线路的温度，远高于周围空气环境温度，会发出与周围环境不同的红外辐射，架空线路辐射的红外辐射能透过光学系统的整流罩照射到主反光镜1上，经聚焦后反射到次反光镜3，由次反光镜3反射后，经校正透镜进一步聚焦后，最后成像在调制盘4上，调制盘4是一个具有光学调制图案(由透明和不透明方格组成)的圆盘，它转动时对红外辐射能进行调制，红外探测器5将调制后的红外辐射能转换为方位信息的电信号，这个信号与手持激光测距仪部分中的定位装置的基准方位信号进行比较，确定架空线路相对测距仪的方位并形成偏差方位信号，控制单元根据该偏差方位信号发出前后左右的指示命令，显示模块根据控制单元的指示命令会在显示屏7上显示前后左右的指示箭头，测量人根据指示箭头前后左右移动手持激光测距仪，直至显示屏7上的指示箭头消失，达到预定瞄准方位发射激光脉冲对被测目标进行测量，该激光脉冲的一小部分由取样器直接送到控制单元，作为计时的起始点信号，而大部分信号会射向被测目标，经被测目标反射后由接收系统的光电探测器接收，经放大器放大，脉冲整形器整形滤波后得到计数终止信号，再由控制单元通过计数器的读数算出被测距离，该距离加上测量点对地的垂直距离即为该架空线路的垂直距离。

Claims (5)

1.一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，包括测距仪本体，其特征在于：所述测距仪本体内部设置有控制单元和分别与控制单元连接的发射系统、接收系统、复位系统、显示系统和红外位标器部分；

所述发射系统包括依次连接的脉冲激光器、取样器和定位装置，脉冲激光器、取样器和定位装置还分别与控制单元连接，测距仪本体一个端面上设置有激光发射口（8），激光发射口（8）与脉冲激光器相对；所述复位系统包括设置在测距仪本体内部的复位模块和设置在测距仪上表面的复位按钮（6），所述复位按钮（6）通过控制单元与复位模块连接；所述显示系统包括设置在测距仪本体上的显示屏（7）和设置在测距仪本体内的显示模块，所述显示模块通过控制单元与显示屏（7）连接。

2.根据权利要求1所述的一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，其特征在于：所述红外位标器部分包括依次连接的光学系统、调制盘（4）和红外探测器（5），且红外探测器（5）分别与控制单元和发射系统的定位装置连接。

3.根据权利要求2所述的一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，其特征在于：所述光学系统包括半球形的整流罩（2）、起聚焦作用的主反光镜（1）、折射光路的次反光镜（3）和过滤辐射波段的滤光镜，所述调制盘（4）位于光学系统的焦平面上，调制盘（4）后方设置有能把调制后的红外辐射能转化为电信号的红外探测器（5）。

4.根据权利要求1所述的一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，其特征在于：所述接收系统包括依次连接的光电探测器、放大器、脉冲整形器、电子开关和设置在测距仪本体上激光发射口一旁的接收口（9），所述接收口（9）与光电探测器相对，电子开关还分别与控制单元和计数器连接。

5.根据权利要求1所述的一种快速测量架空线路垂直高度的手持激光测距仪，其特征在于：所述显示模块能够根据控制单元发出的前后左右指示信号在显示屏（7）上显示前后左右的指示箭头。