专利名称：一种结构物空间距离遥视测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种测量仪，尤其涉及一种结构物空间距离遥视测量仪。
背景技术：
目测即用眼睛估测距离、高度和角度的方法。由于测量过程简单、测量范围广、测量不需要测量工具或只需要简单的测量工具，在各行各业中都有广泛的应用。目测的缺点是1、目测人员需要专业的培训和长期的实践。2、目测结果因人而异，因而目测结果只具有参考意义。3、目测结果受光线和参照物的影响较大。4、只能对人眼可以看见的物体进行目测，对于遮挡或距离较远的物体则无法进行测量。因此需要一种结构简单、便携的距离遥视测量仪来代替目测，实现测试的科学化及高精度化。
实用新型内容本实用新型提供了一种结构简单、携带方便的结构物空间距离遥视测量仪，以实现测试的科学化及高精度化。为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种结构物空间距离遥视测量仪，它由高光学变焦高清一体化数字机芯、激光测距仪、辅助照明灯、水平角度测量装置、俯仰角度测量装置、无线通讯模块、操作终端模块、电池、快接板组成；高光学变焦高清一体化数字机芯和激光测距仪、辅助照明灯组成一个整体安装在俯仰角度测量装置的轴上；俯仰角度测量装置与水平角度测量装置正交安装组成万向云台，快接板安装在万向云台的水平角度测量装置的轴上，用于与辅助架台的连接。激光测距仪、辅助照明灯、水平角度测量装置、俯仰角度测量装置通过高光学变焦高清一体化数字机芯的RS485串口连接为一体。本实用新型结构简单、携带方便，利用本实用新型实现了结构物空间距离测量的科学化及高精度化，有效弥补了目测的缺点更加实用。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细的说明。
图1为本实用新型的结构框图。图2为本实用新型的结构示意图。图3为计算原理图示意图。图4为三种不同测量方法示意图具体实施方式
如图1本实用新型的结构框图所示，本实用新型是一种结构简单、便携的目测替代装置，该装置主要由高光学变焦高清一体化数字机芯、激光测距仪、辅助照明灯、万向云台(角度测量装置即水平角度测量装置、俯仰角度测量装置)、无线通讯模块、操作终端模块组成；激光测距仪、辅助照明、万向云台、无线通讯模块分别与高光学变焦高清一体化数字机芯相连接，无线通讯模块的另一端连接有操作终端模块。如图2本实用新型的结构示意图所示，本实用新型由激光测距仪6、水平角度测量装置2、俯仰角度测量装置7、高光学变焦高清一体化数字机芯5、辅助照明灯4、电池1、快接板3组成。检测人员通过操作终端模块的显示屏标记A、B两点，由操作终端完成距离计算，计算结果显示在操作终端的显示屏上。数字机芯选用杭州海康威视的DS-CM216P-D型高清一体化数字机芯，该机芯配有 18倍(焦距4. 7-84. 6mm)光学变焦镜头，最大分辨率为15桢1280*960，机芯的高光学变焦和高分辨率可以保证测量者在操作终端的显示屏上能够看到足够的细节。激光测距仪选用武汉承拓生产的G1020107型激光测距仪该激光测距仪的测量范围为0 70米，测量精度为1毫米。激光测距仪与高光学变焦高清一体化数字机芯同轴安装，保证激光测距仪的示踪光点始终可以在操作终端的显示屏上清晰地看到。辅助照明灯是为了提高在光线较差的观测区域数字机芯的成像效果而专门设计的，辅助照明灯与高光学变焦高清一体化数字机芯同轴安装，并由操作终端控制开、关。高光学变焦高清一体化数字机芯和激光测距仪、辅助照明灯组成一个整体安装在俯仰角度测量装置的轴上，俯仰角度测量装置与水平角度测量装置正交安装组成万向云台，快接板选用标准的照相机快接板，安装在万向云台的水平角度测量装置的轴上，用于与辅助架台的连接。每一组角度测量装置包含一套高精度、大减速比谐波减速器和一台步进电机。操作终端模块是通过记录步进电机的步进脉冲数间接记录万向云台旋转的角度。步进电机为 32细分驱动即步进角为0.05625度。水平角度测量装置的谐波减速器的减速比为51，角度记录精度达到0. 00110度，俯仰角度测量装置的谐波减速器的减速比为102。角度记录精度达到0. 00055度。操作终端模块选用使用windows操作系统的、具有无线网卡的可移动电脑；电池选用GPL-110摄像机专用电池为本实用新型提供电源。本实用新型的控制以高光学变焦高清一体化数字机芯5为节点，由操作终端模块完成。激光测距仪6，辅助照明灯4，水平角度测量装置2、俯仰角度测量装置7通过数字机芯的RS485串口连接为一体。数字机芯5将采集的视频、激光测距仪的测量数据以及角度测量装置的角度数据打包，并以无线通讯的方式传送的操作终端模块上。操作终端模块上的控制信号，也以无线通讯的方式传送到高光学变焦高清一体化数字机芯，再由高光学变焦高清一体化数字机芯通过RS485串口传送到激光测距仪、辅助照明灯、角度测量装置的步进电机，实现操作终端与设备的无线连接。检测人员通过操作终端模块的显示屏可以看到实时的图像，可以控制万向云台(角度测量装置)、激光测距仪、辅助照明灯完成视频测检，最后操作终端模块利用采集的数据完成距离计算并显示。从解析几何中我们知道，如果知道空间任意两点的空间座标，就可以计算出这两点间的直线距离，计算原理如下，如图3所示首先建立两个直角坐标系，分别为坐标系1、坐标系2。坐标系1的原点是“角度测量装置”的水平旋转中心，以原点与A点测量时“距离测量装置”的测量原点的连线为X轴，以竖直向上为Z轴。坐标系2的原点就是B点测量时“距离测量装置”的测量原点。坐标系2的各轴与坐标系1的各轴平行。假设，距离测量装置的测量原点与角度测量装置的水平中心的距离为a，A点距离测量值为m，m与xy平面夹角为θ，B点距离测量值为η，η与χ轴水平夹角为an与xy平面夹角为ω，显然A点在坐标系1中坐标为(a， mcos θ，msin θ ) ;Β 点在坐标系 2 中坐标为(_nsin a cos ω，ncos a cos ω，nsin ω)；坐标系2的原点在坐标系1中坐标为(acos α，asin α，0)，坐标转换后，B点在坐标系1中坐标为(-nsin α cos ω +acos α，ncos α cos ω +asin α，nsin ω)；贝丨J，AB 两点间的距离为
{-n sin a cos ω +a cos a-a)2 +
(n cos α cos ο + α sin α - m cos Θ)2 +从以上的分析可以得出通过测量A、B两点距测量原 sin cy - w sin θ)2
点的距离，并记录从A点到B点的角度变化，就可以计算出空间Α、Β两点间的距离。测量方法如下首先将激光测距仪的指示光点移动到A点，测量A点到激光测距仪原点的距离。控制坐标云台将激光测距仪的指示光点移动到B点，测量B点到激光测距仪原点的距离。将 Α、Β两点的距离和坐标云台记录的相对角度按上述坐标原理就可以计算出Α、Β两点间的空间直线距离。本实用新型的使用方法为利用本实用新型可以进行可视化的距离测量，测量的步骤如下1、利用安装装置将本实用新型送到测量位置；2、通过操作终端启动万向云台的自检程序，做好测量准备；3、在操作终端模块的显示屏上观察高光学变焦高清一体化数字机芯的图像，调节万向云台旋转将激光测距仪的示踪光点对准测量点后标记A点，其间可以调节数字机芯的焦距，或者打开辅助照明灯；4、标记A点后，重复步骤3标记B点；标记完B后，操作终端将自动计算A、B两点间的距离，并显示在显示屏上；5、操作终端模块提供图4中4-1、4-2、4_3三种距离测量方法，可以适应不同的距离测量需求图4-1是每次测量均需要标记A点、B点，这种方法多用于测量直线的长度。图4-2是第一次标记的点为A点，以后标记的点均为B点，这种方法多用于定位。图4-3是每一次标记的B点作为下次标记的A点。这种方法多用于测量面积长度。
权利要求1.一种结构物空间距离遥视测量仪，其特征在于它由高光学变焦高清一体化数字机芯、激光测距仪、辅助照明灯、水平角度测量装置、俯仰角度测量装置、无线通讯模块、操作终端模块、电池、快接板组成；高光学变焦高清一体化数字机芯和激光测距仪、辅助照明灯组成一个整体安装在俯仰角度测量装置的轴上；俯仰角度测量装置与水平角度测量装置正交安装组成万向云台，快接板安装在万向云台的水平角度测量装置的轴上，用于与辅助架台的连接。
2.根据权利要求1所述的结构物空间距离测量仪，其特征在于所述激光测距仪、辅助照明灯、水平角度测量装置、俯仰角度测量装置通过高光学变焦高清一体化数字机芯的 RS485串口连接为一体。
专利摘要本实用新型公开了一种结构物空间距离遥视测量仪，它由高光学变焦高清一体化数字机芯、激光测距仪、辅助照明灯、水平角度测量装置、俯仰角度测量装置、无线通讯模块、操作终端模块、电池、快接板组成；高光学变焦高清一体化数字机芯和激光测距仪、辅助照明灯组成一个整体安装在俯仰角度测量装置的轴上；俯仰角度测量装置与水平角度测量装置正交安装组成万向云台，快接板安装在万向云台的水平角度测量装置的轴上，用于与辅助架台的连接。本实用新型结构简单、携带方便，利用本实用新型实现了结构物空间距离测量的科学化及高精度化，有效弥补了目测的缺点更加实用。
文档编号G01C3/00GK202133392SQ201120269999
公开日2012年2月1日 申请日期2011年7月28日 优先权日2011年7月28日
发明者吴玮, 崔毅, 杨卫东, 白金川 申请人:北京九通衢道桥工程技术有限公司, 北京特希达特种设备技术有限公司, 北京特希达科技有限公司