一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光中繼器領(lǐng)域，尤其涉及一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器。
【背景技術(shù)】
[0002]工作空間測量定位系統(tǒng)(workspace Measuring Posit1n System)是一種全自動化、多任務(wù)并行處理、高精度、實時性高的三維坐標(biāo)測量系統(tǒng)。類似于全球定位系統(tǒng)(GPS)的構(gòu)成，該系統(tǒng)主要包括:發(fā)射基站和接收器。發(fā)射基站布置于工業(yè)測量現(xiàn)場，構(gòu)成區(qū)域測量場，此測量場內(nèi)的接收器可實現(xiàn)對自身三維坐標(biāo)的測量。其基本原理是多平面約束定位原理，即每個發(fā)射基站提供兩個旋轉(zhuǎn)激光平面，η個發(fā)射基站即能提供2η個旋轉(zhuǎn)激光平面；接收器感知發(fā)射基站在每個旋轉(zhuǎn)周的初始位置時發(fā)出的同步光信號與某個激光平面旋轉(zhuǎn)到接收器所在位置時的信號之間的時間間隔，得到該平面從每個旋轉(zhuǎn)周的初始位置旋轉(zhuǎn)到接收器所在位置的角度；類似的，接收器可感知其他平面從每周初始位置旋轉(zhuǎn)到它所在位置的角度，這樣，空間內(nèi)多個平面就交會到接收器這一點(diǎn)上，通過解算方程得到此接收器的空間位置坐標(biāo)。
[0003]此測量系統(tǒng)中的發(fā)射基站通過機(jī)械及光學(xué)手段產(chǎn)生繞固定軸轉(zhuǎn)動的光平面，對周圍空間進(jìn)行掃描。測量時裝有光敏元件的接收器被安裝在需要測量的目標(biāo)位置，通過計時的方法測量掃描光信號從預(yù)定的初始位置轉(zhuǎn)到接收器時所經(jīng)過的掃描角。以掃描光平面處于初始位置時發(fā)射基站向接收器發(fā)出同步光脈沖作為測角計時起點(diǎn)的同步信號，當(dāng)掃描光平面掃過接收器光敏區(qū)時產(chǎn)生掃描脈沖信號作為接收器計時終點(diǎn)信號。接收器通過測量同步信號與掃描信號間的時間間隔可以計算出掃描光信號從初始位置到接收器所經(jīng)過的掃描角。
[0004]通常情況下，發(fā)射基站在地面一定高度通過立柱進(jìn)行安裝，并向全周360度進(jìn)行光電掃描，從而實現(xiàn)測量，但存在很多不足:
[0005]I)實際應(yīng)用過程中，由于發(fā)射基站布置在地面，在測量的時候由于人員、周圍設(shè)備等原因，造成遮擋；
[0006]2)由于發(fā)射基站的信號傳播有效距離有限，接收器接受有效信號的距離只有25米左右，對于更遠(yuǎn)距離的測量具有一定的約束限制；
[0007]3)要實現(xiàn)遠(yuǎn)距離測量時，需要利用多個發(fā)射基站進(jìn)行空間布局，才能完成測量任務(wù)，這樣就增加了發(fā)射基站的數(shù)量，同時也增加了計算的復(fù)雜程度；
[0008]4)地面電纜過多，當(dāng)發(fā)射基站數(shù)目多時更突出，影響其余設(shè)備的通過性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明提供了一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器，本發(fā)明解決了遠(yuǎn)距離測量時有效距離的失真性和約束性、以及復(fù)雜環(huán)境下多次轉(zhuǎn)站的問題，提高了整個空間測量系統(tǒng)的適應(yīng)性與高效性，為空間被測點(diǎn)的測量和標(biāo)定提供可靠的硬件支持，詳見下文描述:
[0010]一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器，所述光中繼器與三腳架基座或發(fā)射基站基座連接，所述光中繼器為一盒體，盒體的底面中心部位由磁鐵材料制成；所述光中繼器包括:光電接收器、信號處理單元和電池，所述光電接收器設(shè)置在盒體的頂面、左側(cè)面、右側(cè)面和后面；
[0011]所述電池為所述光電接收器、所述信號處理單元提供供電電源；
[0012]所述光電接收器用于接收發(fā)射基站發(fā)射的發(fā)射信號，所述信號處理單元將發(fā)射信號以最小的附加噪聲和失真，將光脈沖信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，再進(jìn)行濾波和放大，最后將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成有效發(fā)射信號發(fā)射。
[0013]所述電池為可充電電池。
[0014]所述光中繼器還包括:按鈕開關(guān)和充電接口。
[0015]所述光中繼器的頂面、左側(cè)面、右側(cè)面、前面和后面都開有由光學(xué)玻璃制成的窗
□ O
[0016]其中，所述光電接收器由光電傳感器、電路板和固定結(jié)構(gòu)架三個部分組成；
[0017]所述光電傳感器用于接收光脈沖信號并將其轉(zhuǎn)換成電脈沖信號；所述電路板對接收到的電脈沖信號進(jìn)行處理；所述固定結(jié)構(gòu)架用于固定所述光電傳感器和所述電路板。
[0018]其中，所述電路板由穩(wěn)壓模塊、信號接收模塊、放大電路、濾波電路、信號采樣電路和信號輸出電路組成。
[0019]其中，所述穩(wěn)壓模塊用于為整個電路板提供穩(wěn)定的電壓，讓電路可以穩(wěn)定的運(yùn)作；所述信號接收電路用于將接收到的光脈沖信號轉(zhuǎn)換成電脈沖信號。
[0020]進(jìn)一步地，所述放大電路、所述濾波電路用于將接收到的較弱的電脈沖信號進(jìn)行放大處理，然后對放大后的信號進(jìn)行濾波處理，得到穩(wěn)定的信號，濾除雜波和干擾。
[0021]本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是:通過本發(fā)明設(shè)計的光中繼器，可以將光中繼器安放在距離發(fā)射基站20米左右的位置，通過4個光電接收面來接收由發(fā)射基站發(fā)射出來的信號，然后將信號處理和放大后，再由光脈沖輸出面將信號發(fā)射出去，這樣就可以將有效信號的傳播距離增加，解決了發(fā)射基站信號傳播距離不足的缺點(diǎn)，也可以改變發(fā)射信號的方向，進(jìn)而可以測量到一些盲區(qū)，改善了整個系統(tǒng)的適應(yīng)性，降低了整個過程的復(fù)雜度。
【附圖說明】
[0022]圖1為一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為光中繼器的主視圖；
[0024]圖3為光中繼器的主視圖的截面示意圖；
[0025]圖4為光中繼器的實際工作示意圖；
[0026]圖5為為光電接收器的示意圖；
[0027]圖6為電路板的示意圖；
[0028]圖7為濾波電路的示意圖；
[0029]圖8為穩(wěn)壓模塊的示意圖；
[0030]圖9為信號接收電路的示意圖；
[0031]圖10為放大電路的示意圖；
[0032]圖11為信號采樣電路的示意圖；
[0033]圖12為信號輸出電路的示意圖；。
[0034]附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下:
[0035]1:電池；2:按鈕開關(guān)；
[0036]3:工作指示燈；4:充電插口；
[0037]5:光電接收器；6:信號處理單元；
[0038]51:光電傳感器；52:電路板；
[0039]53:固定結(jié)構(gòu)架；521:穩(wěn)壓模塊；
[0040]522:信號接收模塊；523:放大電路；
[0041]524:濾波電路；525:信號采樣電路；
[0042]526:信號輸出電路。
【具體實施方式】
[0043]為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對本發(fā)明實施方式作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0044]實施例1
[0045]一種用于信號增強(qiáng)的光中繼器，是wMPS系統(tǒng)的一個獨(dú)立模塊，參見圖1和圖2，該光中繼器包括:電池1、按鈕開關(guān)2、工作指不燈3、充電插口 4、光電接收器5、和信號處理單
J Li 6 O
[0046]光電接收器5用于接收發(fā)射基站發(fā)射的發(fā)射信號，將發(fā)射信號接收后，再由信號處理單元6進(jìn)行一系列的處理，得到有效發(fā)射信號的光脈沖。在有效發(fā)射信號不失真的情況下，由光脈沖輸出部分將有效發(fā)射信號進(jìn)行放大，然后再次發(fā)射出去。有效發(fā)射信號通過一次放大后，傳播距離得到增加。
[0047]其中，信號處理單元6是整個光中繼器的核心部分，主要用于將光電接收器5接收到的發(fā)射信號以最小的附加噪聲和失真，將光脈沖信號轉(zhuǎn)換為電脈沖信號，然后再進(jìn)行濾波和放大，最后再將電脈沖信號轉(zhuǎn)換成有效發(fā)射信號發(fā)射出來。
[0048]本發(fā)明實施例提供的光中繼器，可以安裝于任何發(fā)射基站信號有效覆蓋空間內(nèi)，克服了發(fā)射基站的發(fā)射信號傳播距離太短的問題。本發(fā)明實施例設(shè)計的光中繼器，適合大距離、復(fù)雜環(huán)境下。
[0049]實施例2
[0050]下面結(jié)合具體的圖3、圖4對實施例1中的方案進(jìn)行詳細(xì)介紹，詳見下文描述:
[0051]參見圖3，光中繼器外形是一個長方體，底面上有一個螺紋孔，方便于安裝固定，可以與三腳架基座連接，也可以與發(fā)射基站的基座連接，底面中心部位是由磁鐵材料制作，用于吸附到某一固定位置，這樣就可以方便的將光中繼器安放于合適的位置，解決了發(fā)射基站位置固定，只能安放在特定位置的局限性問題。
[0052]光中繼器的其它五個面中，都開有由光學(xué)玻璃制成的窗口，用于限