CN2398614Y - 立体测距仪 - Google Patents

Abstract

一种应用于测绘行业对目标物进行测量距离或高度的立体测距仪。其由左右两套取景光路构成,分划板(9)、(12)中有一件是可以通过旋钮(7)的拖动而平移的,并有测值数显窗(8)、机架壳体(13)等共同组成的。观测者可以通过本仪器看到被测区域的立体模型中任意一点目标到观测者的距离。它不需要测量人员到达目标位置、在目标上设置反射镜和目标本身具有定向反射平面,是一种使用方便,测距精度较高,制造成本较低并且可以手持的立体测距仪。

Description

立体测距仪

本实用新型是一种可以直接显示被测目标距离值的立体测距仪。它是测绘行业的一种用于测量距离或高度的光学仪器。

现有的可以进行测距的仪器和工具有多种，其中常见的如卷尺、经纬仪、水准仪、超声波测距仪、红外测距仪、激光测距仪等等。这些仪器在测距时，都需要测量人员到达目标位置、或者在目标物上放置一个反光棱镜，或者需要目标本身具有一定面积的定向反射平面。对于需要测定高度或距离的某些目标，例如避雷针、高压线、山地的某些目标物体进行测量时，如果使用上述这些仪器或工具操作起来非常麻烦，有的地形地貌条件下则完全不能使用。

初中几何学所介绍的三角形测量方法及仪器是测绘人员常用的方法之一，运用该方法进行实地测量时，经常会因地形地貌的原因导致意想不到的麻烦，甚至使测量员很难到达预定测量位置，使得测量作业的效率大大降低。

再如常规火炮上所需要配备的立体测距仪，其立体测距的光路，使观测者在观察测距仪内所成像的目标区时，有明显的深度感和真实的距离感，它也不需要测量人员到达目标物。但是，被测目标与测量人员之间的位置关系在实际上是任意的，而常规火炮测距仪光路中的测标线所显示的距离是固定的整数值(例如50米、100米、200米……等有级数值)，其相邻近被测目标的测标线与被测目标之间的实际距离都是靠经验估算得出的。这一估算尾数值与其邻近测标线所示的整数值相加即为最终距离值，其精度根本不能满足大部分测距任务的要求。而且实测距离值越大，估算误差就越大。

已有技术除了上述的各种使用性能缺点之外，本文前述的大部分测量仪器价格昂贵，这种看似成本问题，实际上出反映着技术上的弱点。

测绘制图的过程首先是以实测数据的精确度和可靠性为基础的。因此，测量技术和测量仪器就成了影响制图质量的首要因素。

本发明的目的是设计一种不需要测量人员到达目标位置或在被测目标上设置反射棱镜、也不需要被测目标本身必须具有定向反射平面的立体测距仪。

本发明的目的是设计制造一种能够避免上述其他缺点或弱点的立体测距仪器，使用操作可靠，测距精度较高，制造成本较低并且轻便的可以手持的立体测距仪。

本发明的目的是由下述的立体测距仪的设计结构和原理来实现的。

本发明的立体测距仪具有左右两套相同的取景光路系统，每套光路都是由棱镜或五角棱镜、成像透镜、刻有测标线的分划板、为适应不同人的眼基距而设计的眼基距可调的目镜组等，均被安装在机架壳体上组成的。其总体特征是其两套光路中的分划板，只有一件是被固定在它所在的光路上的，而另一套光路还装有可以调节分划板位置的旋钮和能同步显示实测距离值的数显窗。分划板通过旋钮的调节能在滑动导轨上左右平移，使其上的测标线对准(瞄准)目标为止。同时，在数显窗上同步显示出测标线的实际调整量或者被转换为实际距离值，被同步显示在数显窗上。

本实用新型的立体测距仪在实际使用中，如图中的对称中心线将测距仪分为两部分，其工作原理相当于两架照相机的取景光路，被安装在摄影基线L的两端，对被测目标进行摄像。其成像所在的焦点平面与分划板的测标线所在的平面重合，即其成像就落在分划板的测标平面上。

当观测者通过目镜进行观测时，左眼看到的是左相机的成像，右眼看到的是右相机的成像。经过观测者的凝视，可以看到被观测区域的立体模型。当在视觉中能观察到视野确有空间感和有距离的远近感的立体测标与被测区域的立体模型融为一体时，旋动旋钮，左右两个测标的立体测标就会在立体模型内前后移动。

在此同时，数显窗的光电测量部分始终同步跟踪测量测标线所在的分划板的移动，并把它的移动量随机显示在数显窗上；或是转换成实际距离值显示在数显窗上，当旋钮拖动分划板移动到其上的测标线与模型中的被测目标点重合时，数显窗所显示的数值就是被测目标至观测点的实际距离。

至此，已经不难看出本发明与已有技术之间在测距精度方面的差异了：已有技术的火炮测距测标线是不可调整的，其示值是有级数值。而本发明是以无级可调的分划板测标线瞄准目标并且可显示出实际距离值，其中不存在任何估算误差。其实这不仅是测距精度的差异，还由于本发明不需要估算尾数而明显地提高了测距速度，这一速度的提高在战场上的重要性是人所共知的。由此可见，本发明的优点是十分明显的。

分划板移动的量可以通过各种现成技术的光电信号转换、容栅、电脉冲信号转换等(完全成熟的技术并且在市场上有现成的商品器件)方式将其测标线所观测的数值精确地显示在数显窗上。

左右两物镜(棱镜)的距离是以两个主光轴OL和OR之间的摄影基线L的长度来表示的，并依此来确定两物镜(棱镜)之间的距离和位置关系，本发明的立体测距仪的摄影基线L的特征是其长度被选定的合理范围应控制在100mm＜L＜2000mm之间；该基线长度值在设计制造时按不同的技术要求选定，也可以制成可调式的机构来满足不同长度的摄影基线的调整要求。依此来保证该仪器在一定的测距范围内达到其测距精度要求。

本发明的立体测距仪的旋钮的结构特征是其可用螺纹机构来拖动分划板，或者用偏心轴、或者用凸轮机构来拖动分划板，也能实现相同的调整效果和测距精度。

以下结合说明书附图对本发明的应用实例叙述如下：

立体测距仪上左右两套相同的取景光路系统由直角棱镜或五角棱镜(1)、(3)、(4)、(6)、成像透镜(2)、(5)、刻有测标线的分划板(9)、(12)、为适应不同人的眼基距而设计的眼基距可调的目镜组(10)、(11)均被安装在机架壳体(13)上组成的。其特征是其两件分划板中，只有一件是被固定在它所在的光路上；而另外一光路装有旋钮(7)拖动分划板(9)在可滑动导轨上左右平移，能使其上的测标线对准目标，同时，在数显窗(8)上同步显示出测标线的实际调整量或者同步显示被测目标的实际距离值。

本应用实例的棱镜(1)、与棱镜(6)的距离是以两个主光轴OL和OR之间的摄影基线L的长度来表示的，并依此来确定棱镜(1)、与棱镜(6)之间的距离和位置关系，本发明的立体测距仪的摄影基线L的特征是其长度被选定的合理范围应控制在100mm＜L＜2000mm之间；该基线长度在设计制造时按不同的技术要求选定，也可以制成可调式的机构来满足不同长度的摄影基线的调整要求。依此来保证该仪器在一定的测距范围内达到其测距精度要求。

本应用实例的立体测距仪其分划板(9)、(12)的特征是：其中之一可以用旋钮(7)来拖动，沿着其水平导轨在垂直于主光轴的平面上移动，以此来带动其上的测标线移动，直至瞄准被测目标、其移动的量可以通过各种现成技术的光电信号转换、容栅、电脉冲信号转换等方式将其测标线所观测的数值精确地显示在数显窗(8)上。在说明书附图上有一件分划板(9)被表示为可以左右移动。

此外，为了保证观测时不会产生视差及其所引起的测距误差，本发明的立体测距仪其分划板(9)、(12)上各自的测标线所在平面与其成像的焦点平面必须重合，即在同一平面上。

本应用实例的立体测距仪其旋钮(7)的结构特征是其可以用螺纹机构来拖动分划板(9)，或者用偏心轴、或者用凸轮结构代替罗纹机构来拖动分划板(9)。

本实用新型的立体测距仪在实际使用中，如说明书附图所示的对称中心线将测距仪分为两部分，其工作原理相当于两架照相机的取景光路，因此它结构简单，轻巧，而且结构属于成熟技术。该取景光路被安装在摄影基线L的两端，对被测目标进行摄像。其成像所在的焦点平面与分划板(9、12)的测标线所在的平面重合，即其成像就落在分划板(9、12)的测标平面上。

当观测者通过目镜(10)、(11)进行观测时，左眼看到的是左相机的成像，右眼看到的是右相机的成像。经过观测者的凝视，可以看到被观测区域的立体模型。当在视觉中能观察到视野确有空间感和有距离的远近感的立体测标与被测区域的立体模型融为一体时，旋动旋钮(7)，左右两个分划板上的立体测标就会在立体模型内前后移动。

在此同时，数显窗(8)的光电测量部分始终同步跟踪测量测标线所在的分划板(9)的移动，并把它的移动量随机显示在数显窗(8)上；或是转换成实际距离值显示在数显窗(8)上，当旋钮(7)拖动分划板(9)移动到其上的测标线与模型中的被测目标点重合时，数显窗(8)所显示的数值就是被测目标至观测点的实际距离。

通过以上应用实例不难看出本实用新型与已有技术相比较，有显而易见的性能优势和成本优势。例如其重量轻，便于携带，因此更适合于露天作业和复杂地形地貌的直接测量。尤其是立体成像技术、可调节测标(刻在分划板上)、实测距离或换算数值的直接显示这三项技术的结合使用，使得本实用新型产品具有直观、精确和操作简便的综合性能，这是明显优于已有技术的。此外，由说明书附图可以看出本实用新型的设计结构简单，技术成熟而且可靠。就其技术的成熟程度而言，本实用新型技术基本上是属于已有成熟技术的组合设计，所以，本实用新型在实施方面，基本上不存在制造工艺方面的困难。这就是说其在制造工艺方面的继承性所具有的优势，能够在新产品研制方面节约很大一部分试制资金。这一低成本方面的优势也是明显的。

与常规火炮的用的测距仪相比较，本实用新型的测标是可以微调的，能通过微调使立体测标直接瞄准目标。因此，其测距精度和测距速度明显提高。

与其它的测距仪器相比，本实用新型的操作方式不需要测量人员到达被测目标位置，因此在实际测绘作业中可明显地节约工时、降低作业成本并且提高了测绘效率和质量。对于避雷针、高压线等无法接近的目标进行测量时，用本使用新型的立体测距仪进行测量，尤显其优越性。

本实用新型的产品的实际用途可以直接扩展到应用于远距离射击时，调试或修正枪械的准星标尺、森林火险的监测，国家森林公园、大型牧场上对畜群和其它野生动物的监护等、以及为地面上直接寻找目标的人员提供帮助。

Claims (6)

1、一种可以直接显示被测目标距离值的立体测距仪，其有左右两套相同的取景光路系统，由直角棱镜或五角棱镜(1)、(3)、(4)、(6)、成像透镜(2)、(5)、刻有测标线的分划板(9)、(12)、为适应不同人的眼基距而设计的眼基距可调的目镜组(10)、(11)均被安装在机架壳体(13)上组成的、其特征是其两件分划板中，只有一件是被固定在它所在的光路上；而另外一光路装中的分划板由旋钮(7)拖动可在滑动导轨上左右平移，能使其上的测标线对准目标，同时，在数显窗(8)上同步显示出测标线的实际调整量或者同步显示被测目标的距离值。

2、权利1所述的立体测距仪的特征是其棱镜(1)、与棱镜(6)的距离是以两个主光轴OL和OR之间的摄影基线L的长度来表示的，并依此来确定棱镜(1)、与棱镜(6)之间的位置，L值范围在：100mm＜L＜2000mm之间。

3、权利1所述的立体测距仪其分划板(9)、(12)的特征是其中之一可以用旋钮(7)来拖动，使其沿着水平导轨在垂直于主光轴的平面内移动，以此带动其上的测标线的移动直到瞄准被测目标。

4、权利1所述的立体测距仪其分划板(9)、(12)的另一特征是其中一件被旋钮(7)所拖动的分划板(9)的移动距离值是可以用数显窗(8)来显示或者用数显窗(8)直接显示出被观测目标的实际距离值。

5、权利1所述的立体测距仪，其旋钮(7)的结构特征是其可以用螺纹机构来拖动分划板。

6、权力1所述的立体测距仪，其旋钮(7)可以用偏心轴，或者用凸轮机构代替罗纹机构来拖动分划板。