專利名稱：一種空間距離的測量方法及其測量工具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種空間距離的測量方法及其測量工具。
背景技術(shù)：
人類在日常工作和生活中，對空間距離的把握是至關(guān)重要的。如，高壓輸電線路的導(dǎo)線對樹木的空間距離不夠就會引起短路跳閘故障，終止供電，因此必須經(jīng)常監(jiān)視、測量這個距離。目前，激光測距儀作為非接觸式測量距離的儀器，已被廣泛應(yīng)用，測量后能夠立即提供測距儀與目標物體的水平、高差和空間距離，以及水平角度。但是，現(xiàn)有的激光測距儀都是“單點式”，即:僅僅測量測距儀與目標物體之間的距離，而我們最終需要的根本不是這個距離，而是一個目標物體與另一個目標物體之間的空間距離！如測量電力導(dǎo)線對樹木的距離時，我們只能先測量樹木的高度，再測量電力導(dǎo)線的高度(求出高差)，然后再測量樹木與導(dǎo)線之間的水平距離，最后根據(jù)直角三角函數(shù)計算出樹木與導(dǎo)線之間的空間距離(又稱凈空距離)。造成如此復(fù)雜的原因就是因為“單點激光測距儀”不能夠直接“站在”一個目標物體上，去測量另一個目標物體。另外，現(xiàn)有的激光測距儀都是采用望遠鏡式瞄準方法(不變焦)，有兩個缺點:1、視場小，不宜于快速捕捉目標，尤其是中、短程目標。2、沒有變焦系統(tǒng)，觀察鏡頭里的瞄準星在物體上所占的面積大小，隨著測量距離的遠近而變化；加上瞄準時手不可避免的抖動和眨目艮，因此，難以捕捉、測定小目標和遠處凸出物體，比如電力導(dǎo)線、樹尖等，往往造成測量不出數(shù)據(jù)或數(shù)據(jù)極為不準的現(xiàn)象。因此，這類測距儀有“靠不住”的名聲。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目 的在于提供一種可以測量測程范圍內(nèi)的空間任意兩點之間的直線距離的方法及其測量工具。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:一種空間距離的測量方法，其特征在于:包括如下過程:⑴先將激光空間測距儀對準一個目標物體，測量出該目標與激光空間測距儀之間的空間距離，然后保存數(shù)據(jù)，并將此目標方向的水平角度設(shè)為零度；
⑵再將激光空間測距儀對準另一個目標物體，測量出第二個目標與激光空間測距儀的空間距離，同時測量出兩目標物體不同方向之間的水平夾角；
⑶通過激光空間測距儀里的單片機求出兩目標物體之間的空間距離并在彩色顯示屏上顯示出來?！N上述激光空間測距儀，其特征在于:包括有激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、瞄準系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、單片機、微電機，所述激光發(fā)射系統(tǒng)由單束窄帶激光發(fā)射器和發(fā)射物鏡組成；激光接收系統(tǒng)由高感光度的CCD和接收物鏡組成；測量系統(tǒng)由帶三軸磁阻傳感器的微型數(shù)字羅盤和帶三軸加速度傳感器的微型數(shù)字傾角測量儀組成，其中微型數(shù)字羅盤和微型數(shù)字傾角測量儀與單片機相連，單片機同時還與激光發(fā)射器相連并控制。
所述瞄準系統(tǒng)由反射鏡組、含紅圈瞄準星的分劃板、5倍光學(xué)變焦透鏡組、CXD和IXD彩屏組成，反射鏡組由發(fā)射鍵和附帶的阻尼器控制其開合，變焦透鏡組由微電機控制其伸縮。本發(fā)明還設(shè)有由CXD和內(nèi)存卡組成的照相存儲系統(tǒng)。本發(fā)明將帶來如下有益效果:
1、本發(fā)明比現(xiàn)有測距儀便捷，如測量墻到墻的距離，不需要去墻壁將測距儀靠在墻壁上，也不需要讀數(shù)后再加上測距儀的長度，而只要對著兩墻壁分別照射一下，就可以立即讀出墻到墻的距離。2、本發(fā)明比現(xiàn)有測距儀功效高幾倍，如測量一個不規(guī)則四邊形的周長，現(xiàn)有測距儀至少必須到相對的兩個角測量，才能得到四個邊長的數(shù)據(jù)。而本發(fā)明只要站在四角的任意角上，就能測量出四個邊長的數(shù)據(jù)，不但一次完成，并且省去了空間位置移動的時間和精力。3、本發(fā)明比現(xiàn)有測距儀降低用工成本，這是因為本發(fā)明使用簡單，比如測量導(dǎo)線對樹木的凈空距離，現(xiàn)有測距儀要測量三次，還要計算，而本發(fā)明測量兩次，數(shù)據(jù)直接讀出。因此，一般人員都可以勝任，不需要派技術(shù)人員，從而降低用工成本。4、本發(fā)明比現(xiàn)有測距儀準確、快速，有時因為電力導(dǎo)線太高而顯得很細，現(xiàn)有測距儀的光學(xué)瞄準器根本測量不出真實的數(shù)據(jù)(往往測量的是導(dǎo)線后面物體的數(shù)據(jù))。而在3英寸IXD彩屏上，5倍光學(xué)變焦IXD瞄準方式和后置紅圈分劃板的運用，完全解決了這種的問題，提高了測距儀的準確性，并且瞄準的速度大大加快，從而提高勞動生產(chǎn)率。5、本發(fā)明比現(xiàn)有測距儀擴展功 能多而實用:本發(fā)明具有的照相存儲功能，不僅一機多用，提高工作效率，而且可以與現(xiàn)有的電腦、投影等數(shù)碼電子設(shè)備有機結(jié)合，對測量結(jié)果進行室內(nèi)校核、講解、應(yīng)用和推廣?？傊?，本發(fā)明只要對著測量測程范圍內(nèi)的空間兩點參照物分別照射一下，就可以測量測程范圍內(nèi)的空間任意兩點之間的直線距離，適用于電力、建筑、軍事、航運、安裝、勘察設(shè)計、地質(zhì)勘探、旅游探險以及民用等行業(yè)。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu) 圖2是本發(fā)明單點測量流程 圖3是本發(fā)明第二點測量流程 圖4是本發(fā)明在單點的空間距離測量結(jié)果的顯示 圖5是本發(fā)明在兩點之間的空間距離測量結(jié)果的顯示 圖中，I是激光發(fā)射器，2是反射鏡，3是分劃板，4是5倍光學(xué)變焦透鏡組，5是發(fā)射物鏡，6是接收物鏡，7是照相儲存鍵，8是水平角鍵，9是發(fā)射鍵，10是調(diào)焦瞄準鍵，11是開機鍵，12是高感光度的CCD，13是微型數(shù)字羅盤，14是單片機，15是LCD，16是電源系統(tǒng)，17是微型數(shù)字傾角測量儀，18是紅圈瞄準星，19是集成電路板。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實例對本發(fā)明作進一步說明:從圖1可知，本發(fā)明包括有激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、瞄準系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、單片機、微電機，所述激光發(fā)射系統(tǒng)由單束窄帶激光發(fā)射器和發(fā)射物鏡組成；激光接收系統(tǒng)由高感光度的CCD和接收物鏡組成；瞄準系統(tǒng)由反射鏡組、含紅圈瞄準星的分劃板、5倍光學(xué)變焦透鏡組、CCD和LCD彩屏組成，反射鏡組由發(fā)射鍵和附帶的阻尼器控制其開合，變焦透鏡組由微電機控制其伸縮；測量系統(tǒng)由帶三軸磁阻傳感器的微型數(shù)字羅盤和帶三軸加速度傳感器的微型數(shù)字傾角測量儀組成，其中微型數(shù)字羅盤和微型數(shù)字傾角測量儀與單片機相連，單片機同時還與激光發(fā)射器及IXD彩屏相連并控制。本發(fā)明還設(shè)有由CXD和內(nèi)存卡組成的照相存儲系統(tǒng)。本發(fā)明的工作原理如下:
一、貓準目標物:如圖2中的測量流程,按開機鍵，電源系統(tǒng)啟動，(XD開始工作,夕卜部光線由發(fā)射物鏡進入，經(jīng)光學(xué)變焦透鏡組，分劃板，再經(jīng)反射鏡組發(fā)射，光線最后到達(XD，這時，IXD彩屏上就會顯示發(fā)射物鏡所對應(yīng)的景物圖像和分劃板上的紅圈瞄準星。利用調(diào)焦瞄準鍵進行光學(xué)調(diào)焦，可以將小的或者遠處的物體拉近清晰顯現(xiàn)，并瞄準在紅圈之內(nèi)。如果我們想照相儲存，現(xiàn)在可以按照相儲存鍵。二、發(fā)射激光進行測量(第一點):按發(fā)射鍵，反射鏡組將立即抬起，激光發(fā)射器發(fā)射的激光經(jīng)分劃板、變焦鏡組、發(fā)射物鏡發(fā)射出去；很快，激光回波經(jīng)接收物鏡被CCD接收，微型數(shù)字傾角測量儀也同時工作，距離和傾角信息被送到單片機進行計算，并在LCD彩屏上顯示如圖4的測量結(jié)果，同時，測距儀將自動保存N個測量結(jié)果。反射鏡組在激光發(fā)射后將自動復(fù)位，已備下次瞄準。三、瞄準第二點:如圖3中的測量流程，在瞄準第二點之前，按下水平角鍵，此時，微型數(shù)字羅盤工作，核定第一點方向與地球磁場的夾角，并將此夾角歸為零度。如果不按水平角鍵，測距儀將自動認為再進行一次單點測距。之后，重復(fù)第一項的瞄準工作。四、第二點測量:按發(fā)射鍵，測距儀在微型數(shù)字羅盤的參與下，將重復(fù)第一點的工作，但在LCD彩屏上顯示的測量結(jié)果如圖5所示，即第一點至第二點的空間距離，同時測距儀自動保存測量結(jié)果。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā) 明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發(fā)明范圍內(nèi)，本發(fā)明要求保護范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.一種空間距離的測量方法，其特征在于:包括如下過程: ⑴先將激光空間測距儀對準一個目標物體，測量出該目標與激光空間測距儀之間的空間距離，然后保存數(shù)據(jù)，并將此目標方向的水平角度設(shè)為零度； ⑵再將激光空間測距儀對準另一個目標物體，測量出第二個目標與激光空間測距儀的空間距離，同時測量出兩目標物體不同方向之間的水平夾角； ⑶通過激光空間測距儀里的單片機求出兩目標物體之間的空間距離并在彩色顯示屏上顯示出來。
2.—種權(quán)利要求1中所述的激光空間測距儀，其特征在于:包括有激光發(fā)射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)、瞄準系統(tǒng)、測量系統(tǒng)、單片機、微電機，所述激光發(fā)射系統(tǒng)由單束窄帶激光發(fā)射器和發(fā)射物鏡組成；激光接收系統(tǒng)由高感光度的CCD和接收物鏡組成；測量系統(tǒng)由帶三軸磁阻傳感器的微型數(shù)字羅盤和帶三軸加速度傳感器的微型數(shù)字傾角測量儀組成，其中微型數(shù)字羅盤和微型數(shù)字傾角測量儀與單片機相連，單片機同時還與激光發(fā)射器相連并控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光空間測距儀，其特征在于:所述瞄準系統(tǒng)由反射鏡組、含紅圈瞄準星的分劃板、5倍光學(xué)變焦透鏡組、CCD和LCD彩屏組成，反射鏡組由發(fā)射鍵和附帶的阻尼器控制其開合，變焦透鏡組由微電機控制其伸縮。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的激光空間測距儀，其特征在于:還設(shè)有由CXD和內(nèi)存卡組成的照相存儲系統(tǒng) 。
全文摘要
本發(fā)明公開了包括如下過程⑴先將激光空間測距儀對準一個目標物體，測量出該目標與激光空間測距儀之間的空間距離，然后保存數(shù)據(jù)，并將此目標方向的水平角度設(shè)為零度；⑵再將激光空間測距儀對準另一個目標物體，測量出第二個目標與激光空間測距儀的空間距離，同時測量出兩目標物體不同方向之間的水平夾角；⑶通過激光空間測距儀里的單片機求出兩目標物體之間的空間距離并在彩色顯示屏上顯示出來。本發(fā)明只要對著測量測程范圍內(nèi)的空間兩點參照物分別照射一下，就可以測量測程范圍內(nèi)的空間任意兩點之間的直線距離，適用于電力、建筑、軍事、航運、安裝、勘察設(shè)計、地質(zhì)勘探、旅游探險以及民用等行業(yè)。
文檔編號G01C3/22GK103234517SQ20131015916
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月3日
發(fā)明者王建岳 申請人:王建岳