RU2596774C1 - Способ измерения линейных перемещений объекта - Google Patents
Способ измерения линейных перемещений объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2596774C1 RU2596774C1 RU2015109782/28A RU2015109782A RU2596774C1 RU 2596774 C1 RU2596774 C1 RU 2596774C1 RU 2015109782/28 A RU2015109782/28 A RU 2015109782/28A RU 2015109782 A RU2015109782 A RU 2015109782A RU 2596774 C1 RU2596774 C1 RU 2596774C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rangefinders
- movement
- sight
- line
- measurements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
Способ измерения линейных перемещений объекта основан на том, что лучи двух лазерных дальномеров направляют параллельно на плоскую поверхность, находящуюся на объекте измерений. Линейное перемещение объекта определяют на основании определенных двумя указанными дальномерами расстояний с учётом угла между линией ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью, а также с учётом расстояния между линиями визирования дальномеров. Технический результат заявленного решения заключается в повышении точности измерения. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения линейной компоненты перемещения объекта при воздействии на него различных силовых факторов. Преимущественное применение изобретение может найти при испытании или мониторинге строительных конструкций.
Известен способ определения расстояния (дальности) до объекта с помощью лазерного дальномера. Способ включает зондирование объекта путем посылки на него серии лазерных импульсов и определения в каждом i-м зондировании временного интервала ti между моментами излучения лазерного импульса и приема отраженного объектом излучения. Для каждого зондирования определяют отсчеты дальности Ri=c·ti/2, где с - скорость света [Патент РФ №2385471]. Дальность, таким образом, измеряется как длина отрезка линии визирования дальномера (лазерного луча) от точки установки дальномера до точки отражения излучения от объекта. Если известно, что объект за время между зондированиями будет перемещаться в направлении линии визирования, то такое перемещение можно, очевидно, определить как разность двух дальностей: Π=Ri+1-Ri. Если же известно, что объект перемещается в каком-либо ином направлении, то определить величину такого перемещения значительно сложнее - для этого надо знать форму, размеры и начальное положение относительно линии визирования дальномера той поверхности, от которой отражается зондирующий импульс, и применять для вычислений достаточно сложные математические формулы. Этот недостаток делает известный способ практически неприменимым для измерения перемещений объекта, не совпадающих по направлению с линией визирования дальномера, что ограничивает функциональные возможности указанного способа.
Такого недостатка не имеет известный способ измерения линейных перемещений объекта [Патент RU №2521220] (прототип), по которому выбирают или размещают на объекте жестко связанную с ним плоскую поверхность таким образом, что она пересекает линию визирования дальномера и линию направления перемещения объекта, направляют на нее линию визирования дальномера и тарируют дальномер, для чего включают его в режим измерений дальности, перемещают дальномер в направлении перемещения объекта на заранее известное расстояние, определяют разность дальностей до и после перемещения дальномера, вычисляют тарировочный коэффициент по формуле:
К=А/r,
где: А - перемещение дальномера;
r - разность дальностей до и после перемещения дальномера, после чего начинают измерения перемещения объекта, величину которых определяют по формуле:
Π=K(Ri+1-Ri)
где Ri и Ri+1 - соответственно предыдущая и последующая дальности до объекта.
Однако в прототипе присутствуют свои недостатки, а именно:
- необходимость механически перемещать дальномер при его тарировке затрудняет применение способа в полевых условиях, так как требует квалифицированных действий оператора;
- в процессе эксплуатации возможно снижение точности тарировки из-за естественного износа или загрязнения элементов устройства для перемещения дальномера.
Технический результат изобретения состоит в упрощении применения способа в полевых условиях и повышении точности измерений.
Для этого измерения проводят двумя дальномерами, линии визирования которых направляют параллельно на известном расстоянии друг от друга и в одной плоскости с вектором ожидаемого перемещения. Это аналогично физическому перемещению при тарировке одного дальномера на известную величину и в известном направлении. Затем включают оба дальномера в режим измерений и вычисляют перемещение объекта по формуле:
где: R=Ri+1-Ri - разность дальностей после и до перемещения объекта по любому из дальномеров;
r=R2-R1 - разность дальностей первого и второго дальномеров;
h - расстояние между линиями визирования дальномеров;
α - угол между линией (вектором) ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью.
Поскольку положение вектора перемещения известно из проектных расчетов объекта, то угол α легко определить из его чертежей, а в случае если плоская поверхность специально размещена на объекте, и из геометрии размещения такой поверхности.
Неплоскостность выбранной поверхности, а также угловое перемещение в процессе измерений объекта или дальномеров приводят к снижению точности измерений. Поэтому дополнительно контролируют условие равенства разностей измерений дальностей по каждому из двух дальномеров и делают выводы о точности проведенных измерений.
На фигуре 1 изображена схема проведения измерений прогиба моста. Ход лучей лазеров дальномеров показан утолщенными линиями, конечное положение моста - штрихпунктирными линиями, вектор перемещения объекта и геометрические построения - тонкими линиями. На фигуре 2 показан пример устройства для установки дальномеров.
Реализация способа показана на примере измерения прогиба пролета моста, т.е. вертикального плоскопараллельного перемещения объекта 9. В качестве плоской поверхности выбран элемент пролета моста, образующий с вертикалью угол α, величина которого известна из чертежа пролета. При начале работ лазерные лучи дальномеров 1 и 2, отстоящие друг от друга на величину h=АС, направляют на выбранную поверхность объекта 9, и они отражаются от нее в точках А и В. Тогда разность дальностей дальномеров составит r=R2-R1=ВС. Нагружаем мост, пролет перемещается на величину П=AM. Поскольку поверхность плоская и угловое положение дальномеров 1 и 2 и объекта 9 не изменилось, разность новых дальностей по каждому дальномеру будет одинаковой и равной R=АЕ=BD. Треугольники АМЕ и FMD подобны по двум углам, откуда, выразив их стороны через известные величины R, r, h и α, после некоторых преобразований получим:
Нетрудно убедиться, что формула справедлива для всех соотношений направлений перемещения и расположения поверхности объекта при условии, что учитывается знак угла по общепринятому правилу отсчета.
Установку дальномеров в приведенном выше примере можно осуществить с помощью установочного устройства (фиг. 2). Дальномеры 1 и 2 закреплены в корпусе 3 с возможностью их юстировки на параллельность лучей лазеров. Корпус 3, в свою очередь, через ось 4 и зажим 5 закреплен на подставке 6. Перемещение корпуса 3 по осям координат осуществляется поворотом его вокруг оси 4 и сферы 7, а фиксация в нужном положении - гайкой 8.
Установив подставку 6 на неподвижную поверхность, включают дальномеры 1 и 2 в режим непрерывных измерений и, отпустив гайку 8, направляют их лучи на выбранную (или установленную) на объекте плоскую поверхность. Вертикальность плоскости лучей контролируют, например, с помощью отвеса или строительного уровня, по положению стенки корпуса 3 и затягивают гайку 8. Дальномеры готовы к проведению измерений.
Claims (2)
1. Способ измерения линейных перемещений объекта, состоящий в том, что лазерным дальномером проводят не менее двух измерений дальности до объекта и перемещение объекта определяют по разности соседних измерений, причем линию визирования дальномера направляют на жестко связанную с объектом плоскую поверхность, которую выбирают или размещают на объекте таким образом, что она пересекает линию визирования дальномера и линию направления перемещения объекта, отличающийся тем, что измерения проводят двумя дальномерами, линии визирования которых направляют параллельно на известном расстоянии друг от друга и в одной плоскости с вектором ожидаемого перемещения, включают оба дальномера в режим измерений и вычисляют перемещение объекта по формуле:
где: R=Ri+1-Ri - разность дальностей после и до перемещения объекта по любому из дальномеров;
r=R2-R1 - разность дальностей первого и второго дальномеров;
h - расстояние между линиями визирования дальномеров;
- угол между вектором ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью.
где: R=Ri+1-Ri - разность дальностей после и до перемещения объекта по любому из дальномеров;
r=R2-R1 - разность дальностей первого и второго дальномеров;
h - расстояние между линиями визирования дальномеров;
- угол между вектором ожидаемого перемещения объекта и плоской поверхностью.
2. Способ измерения линейных перемещений объекта по п. 1, отличающийся тем, что контролируют условие равенства разностей измерений дальности по каждому из двух дальномеров.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109782/28A RU2596774C1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Способ измерения линейных перемещений объекта |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2015109782/28A RU2596774C1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Способ измерения линейных перемещений объекта |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2596774C1 true RU2596774C1 (ru) | 2016-09-10 |
Family
ID=56892531
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2015109782/28A RU2596774C1 (ru) | 2015-03-19 | 2015-03-19 | Способ измерения линейных перемещений объекта |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2596774C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63252276A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Takenaka Denshi Kogyo Kk | ミラ−反射型変位センサ− |
SU1508092A1 (ru) * | 1987-04-29 | 1989-09-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Устройство дл измерени перемещений |
US8193498B2 (en) * | 2006-03-31 | 2012-06-05 | H2I Technologies | Method and device for optically determining the position of an object |
RU2521220C2 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-проектный инстиут "Исследование мостов и других инженерных сооружений" | Способ измерения линейных перемещений объекта |
-
2015
- 2015-03-19 RU RU2015109782/28A patent/RU2596774C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63252276A (ja) * | 1987-04-08 | 1988-10-19 | Takenaka Denshi Kogyo Kk | ミラ−反射型変位センサ− |
SU1508092A1 (ru) * | 1987-04-29 | 1989-09-15 | Киевский Политехнический Институт Им.50-Летия Великой Октябрьской Социалистической Революции | Устройство дл измерени перемещений |
US8193498B2 (en) * | 2006-03-31 | 2012-06-05 | H2I Technologies | Method and device for optically determining the position of an object |
RU2521220C2 (ru) * | 2012-07-17 | 2014-06-27 | Закрытое акционерное общество "Научно-проектный инстиут "Исследование мостов и других инженерных сооружений" | Способ измерения линейных перемещений объекта |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105300304B (zh) | 一种非接触式多点高频动态桥梁挠度检测方法 | |
Zámečníková et al. | Influence of surface reflectivity on reflectorless electronic distance measurement and terrestrial laser scanning | |
CN204439032U (zh) | 一种非接触式自动测量桥梁挠度装置 | |
CN103900489A (zh) | 一种线激光扫描三维轮廓测量方法及装置 | |
EP3628967A3 (en) | Point cloud data display system | |
CN101629822B (zh) | 振动环境中的多相机动态摄影测量方法 | |
CN110411479B (zh) | 一种激光垂准仪数字化校准系统及应用 | |
CN110030956A (zh) | 一种非接触式建筑物平整度测量方法 | |
CN106247989B (zh) | 一种导轨滚转角现场标定及测量装置及方法 | |
Šiaudinytė et al. | Uncertainty evaluation of trigonometric method for vertical angle calibration of the total station instrument | |
RU2521220C2 (ru) | Способ измерения линейных перемещений объекта | |
KR100550108B1 (ko) | 광섬유 센서를 이용한 터널의 2차원 내공변위 측정장치 및시스템 | |
RU2596774C1 (ru) | Способ измерения линейных перемещений объекта | |
JP5698969B2 (ja) | 測定装置、位置測定システム、測定方法、較正方法及びプログラム | |
CN109631946B (zh) | 激光倾斜仪精度的测试方法、测试系统 | |
Neyezhmakov et al. | Towards the assessment of the accuracy of measuring the integral characteristics of physical quantities using the sensors of discrete values of these quantities | |
CN113655467B (zh) | 用于激光雷达的精度测量装置、方法及激光雷达 | |
CN109765567A (zh) | 基于长方体标定物的二维激光测距仪定位方法 | |
CN108398090A (zh) | 并联机构式坐标测量仪 | |
JPH04313013A (ja) | プレーン形二次元測距測角儀 | |
Korolev et al. | A digital autocollimator | |
RU2592733C2 (ru) | Способ измерения радиуса кривизны трубопровода по данным геодезических измерений | |
RU2362978C2 (ru) | Универсальный метрологический геодезический стенд | |
US20190186908A1 (en) | Method and measuring device for determining an angle of a corner | |
CN104236469B (zh) | 一种利用照相对飞机静力试验中位移量进行测量的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180320 |