專利名稱：一種結構物空間距離遙視測量儀的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種測量儀，尤其涉及一種結構物空間距離遙視測量儀。
背景技術：
目測即用眼睛估測距離、高度和角度的方法。由于測量過程簡單、測量范圍廣、測量不需要測量工具或只需要簡單的測量工具，在各行各業(yè)中都有廣泛的應用。目測的缺點是1、目測人員需要專業(yè)的培訓和長期的實踐。2、目測結果因人而異，因而目測結果只具有參考意義。3、目測結果受光線和參照物的影響較大。4、只能對人眼可以看見的物體進行目測，對于遮擋或距離較遠的物體則無法進行測量。因此需要一種結構簡單、便攜的距離遙視測量儀來代替目測，實現(xiàn)測試的科學化及高精度化。

實用新型內容本實用新型提供了一種結構簡單、攜帶方便的結構物空間距離遙視測量儀，以實現(xiàn)測試的科學化及高精度化。為解決以上技術問題，本實用新型采用的技術方案是一種結構物空間距離遙視測量儀，它由高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯、激光測距儀、輔助照明燈、水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置、無線通訊模塊、操作終端模塊、電池、快接板組成；高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯和激光測距儀、輔助照明燈組成一個整體安裝在俯仰角度測量裝置的軸上；俯仰角度測量裝置與水平角度測量裝置正交安裝組成萬向云臺，快接板安裝在萬向云臺的水平角度測量裝置的軸上，用于與輔助架臺的連接。激光測距儀、輔助照明燈、水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置通過高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯的RS485串口連接為一體。本實用新型結構簡單、攜帶方便，利用本實用新型實現(xiàn)了結構物空間距離測量的科學化及高精度化，有效彌補了目測的缺點更加實用。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型的結構框圖。圖2為本實用新型的結構示意圖。圖3為計算原理圖示意圖。圖4為三種不同測量方法示意圖具體實施方式
如圖1本實用新型的結構框圖所示，本實用新型是一種結構簡單、便攜的目測替代裝置，該裝置主要由高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯、激光測距儀、輔助照明燈、萬向云臺(角度測量裝置即水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置)、無線通訊模塊、操作終端模塊組成；激光測距儀、輔助照明、萬向云臺、無線通訊模塊分別與高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯相連接，無線通訊模塊的另一端連接有操作終端模塊。如圖2本實用新型的結構示意圖所示，本實用新型由激光測距儀6、水平角度測量裝置2、俯仰角度測量裝置7、高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯5、輔助照明燈4、電池1、快接板3組成。檢測人員通過操作終端模塊的顯示屏標記A、B兩點，由操作終端完成距離計算，計算結果顯示在操作終端的顯示屏上。數(shù)字機芯選用杭州?？低暤腄S-CM216P-D型高清一體化數(shù)字機芯，該機芯配有 18倍(焦距4. 7-84. 6mm)光學變焦鏡頭，最大分辨率為15楨1280*960，機芯的高光學變焦和高分辨率可以保證測量者在操作終端的顯示屏上能夠看到足夠的細節(jié)。激光測距儀選用武漢承拓生產(chǎn)的G1020107型激光測距儀該激光測距儀的測量范圍為0 70米，測量精度為1毫米。激光測距儀與高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯同軸安裝，保證激光測距儀的示蹤光點始終可以在操作終端的顯示屏上清晰地看到。輔助照明燈是為了提高在光線較差的觀測區(qū)域數(shù)字機芯的成像效果而專門設計的，輔助照明燈與高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯同軸安裝，并由操作終端控制開、關。高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯和激光測距儀、輔助照明燈組成一個整體安裝在俯仰角度測量裝置的軸上，俯仰角度測量裝置與水平角度測量裝置正交安裝組成萬向云臺，快接板選用標準的照相機快接板，安裝在萬向云臺的水平角度測量裝置的軸上，用于與輔助架臺的連接。每一組角度測量裝置包含一套高精度、大減速比諧波減速器和一臺步進電機。操作終端模塊是通過記錄步進電機的步進脈沖數(shù)間接記錄萬向云臺旋轉的角度。步進電機為 32細分驅動即步進角為0.05625度。水平角度測量裝置的諧波減速器的減速比為51，角度記錄精度達到0. 00110度，俯仰角度測量裝置的諧波減速器的減速比為102。角度記錄精度達到0. 00055度。操作終端模塊選用使用windows操作系統(tǒng)的、具有無線網(wǎng)卡的可移動電腦；電池選用GPL-110攝像機專用電池為本實用新型提供電源。本實用新型的控制以高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯5為節(jié)點，由操作終端模塊完成。激光測距儀6，輔助照明燈4，水平角度測量裝置2、俯仰角度測量裝置7通過數(shù)字機芯的RS485串口連接為一體。數(shù)字機芯5將采集的視頻、激光測距儀的測量數(shù)據(jù)以及角度測量裝置的角度數(shù)據(jù)打包，并以無線通訊的方式傳送的操作終端模塊上。操作終端模塊上的控制信號，也以無線通訊的方式傳送到高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯，再由高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯通過RS485串口傳送到激光測距儀、輔助照明燈、角度測量裝置的步進電機，實現(xiàn)操作終端與設備的無線連接。檢測人員通過操作終端模塊的顯示屏可以看到實時的圖像，可以控制萬向云臺(角度測量裝置)、激光測距儀、輔助照明燈完成視頻測檢，最后操作終端模塊利用采集的數(shù)據(jù)完成距離計算并顯示。從解析幾何中我們知道，如果知道空間任意兩點的空間座標，就可以計算出這兩點間的直線距離，計算原理如下，如圖3所示首先建立兩個直角坐標系，分別為坐標系1、坐標系2。坐標系1的原點是“角度測量裝置”的水平旋轉中心，以原點與A點測量時“距離測量裝置”的測量原點的連線為X軸，以豎直向上為Z軸。坐標系2的原點就是B點測量時“距離測量裝置”的測量原點。坐標系2的各軸與坐標系1的各軸平行。假設，距離測量裝置的測量原點與角度測量裝置的水平中心的距離為a，A點距離測量值為m，m與xy平面夾角為θ，B點距離測量值為η，η與χ軸水平夾角為an與xy平面夾角為ω，顯然A點在坐標系1中坐標為(a， mcos θ，msin θ ) ;Β 點在坐標系 2 中坐標為(_nsin a cos ω，ncos a cos ω，nsin ω)；坐標系2的原點在坐標系1中坐標為(acos α，asin α，0)，坐標轉換后，B點在坐標系1中坐標為(-nsin α cos ω +acos α，ncos α cos ω +asin α，nsin ω)；貝丨J，AB 兩點間的距離為
{-n sin a cos ω +a cos a-a)2 +
(n cos α cos ο + α sin α - m cos Θ)2 +從以上的分析可以得出通過測量A、B兩點距測量原 sin cy - w sin θ)2
點的距離，并記錄從A點到B點的角度變化，就可以計算出空間Α、Β兩點間的距離。測量方法如下首先將激光測距儀的指示光點移動到A點，測量A點到激光測距儀原點的距離?？刂谱鴺嗽婆_將激光測距儀的指示光點移動到B點，測量B點到激光測距儀原點的距離。將 Α、Β兩點的距離和坐標云臺記錄的相對角度按上述坐標原理就可以計算出Α、Β兩點間的空間直線距離。本實用新型的使用方法為利用本實用新型可以進行可視化的距離測量，測量的步驟如下1、利用安裝裝置將本實用新型送到測量位置；2、通過操作終端啟動萬向云臺的自檢程序，做好測量準備；3、在操作終端模塊的顯示屏上觀察高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯的圖像，調節(jié)萬向云臺旋轉將激光測距儀的示蹤光點對準測量點后標記A點，其間可以調節(jié)數(shù)字機芯的焦距，或者打開輔助照明燈；4、標記A點后，重復步驟3標記B點；標記完B后，操作終端將自動計算A、B兩點間的距離，并顯示在顯示屏上；5、操作終端模塊提供圖4中4-1、4-2、4_3三種距離測量方法，可以適應不同的距離測量需求圖4-1是每次測量均需要標記A點、B點，這種方法多用于測量直線的長度。圖4-2是第一次標記的點為A點，以后標記的點均為B點，這種方法多用于定位。圖4-3是每一次標記的B點作為下次標記的A點。這種方法多用于測量面積長度。
權利要求1.一種結構物空間距離遙視測量儀，其特征在于它由高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯、激光測距儀、輔助照明燈、水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置、無線通訊模塊、操作終端模塊、電池、快接板組成；高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯和激光測距儀、輔助照明燈組成一個整體安裝在俯仰角度測量裝置的軸上；俯仰角度測量裝置與水平角度測量裝置正交安裝組成萬向云臺，快接板安裝在萬向云臺的水平角度測量裝置的軸上，用于與輔助架臺的連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的結構物空間距離測量儀，其特征在于所述激光測距儀、輔助照明燈、水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置通過高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯的 RS485串口連接為一體。
專利摘要本實用新型公開了一種結構物空間距離遙視測量儀，它由高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯、激光測距儀、輔助照明燈、水平角度測量裝置、俯仰角度測量裝置、無線通訊模塊、操作終端模塊、電池、快接板組成；高光學變焦高清一體化數(shù)字機芯和激光測距儀、輔助照明燈組成一個整體安裝在俯仰角度測量裝置的軸上；俯仰角度測量裝置與水平角度測量裝置正交安裝組成萬向云臺，快接板安裝在萬向云臺的水平角度測量裝置的軸上，用于與輔助架臺的連接。本實用新型結構簡單、攜帶方便，利用本實用新型實現(xiàn)了結構物空間距離測量的科學化及高精度化，有效彌補了目測的缺點更加實用。
文檔編號G01C3/00GK202133392SQ201120269999
公開日2012年2月1日 申請日期2011年7月28日 優(yōu)先權日2011年7月28日
發(fā)明者吳瑋, 崔毅, 楊衛(wèi)東, 白金川 申請人:北京九通衢道橋工程技術有限公司, 北京特希達特種設備技術有限公司, 北京特希達科技有限公司