一种室内空间结构自动扫描测量仪的制作方法
【专利摘要】本发明提供了一种室内空间结构自动扫描测量仪，该室内空间结构自动扫描测量仪包括：自动扫描测量仪及信号定位标杆，自动扫描测量仪包括支架以及测量仪，测量仪包括：外壳，固定在外壳上的超声波测距传感器及激光发射器，固定在外壳上并带动外壳旋转的微控舵机，还包括分别与超声波测距传感器、激光发射器及微控舵机信号连接的控制装置，控制装置接收超声波测距传感器的信号并根据接收的信号绘制出图形；信号定位标杆包括激光测距发射头和激光测距接收头。本发明的有益效果是：室内空间结构自动扫描测量仪与支架组装简单，在水平面内自动旋转扫描可以得到房间的平面结构数据，并可以自动建立房间平面CAD模型，方便了操作人员的测量工作。
【专利说明】一种室内空间结构自动扫描测量仪
【技术领域】
[0001]本发明涉及室内装修设备的术领域，尤其涉及到一种室内空间结构自动扫描测量仪。
【背景技术】
[0002]在室内装修之前都必须对各个房间进行准确测量，传统的测量工具有卷尺、激光测距仪、超声波测距仪等，虽然在测量距离上可以保证精度，可以完成室内各个墙面的测量任务，但都必须要由人亲手去完成测量，在测量过程中经常会遇到需要两人配合完成的情况，而且每个房间无论使用哪一种工具都需要消耗大量的测量时间，在后期的CAD制图中又需要消耗大量设计时间。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种室内空间结构自动扫描测量仪。
[0004]本发明是通过以上技术方案实现:
本发明提供了一种室内空间结构自动扫描测量仪，该室内空间结构自动扫描测量仪包括:多个自动扫描测量仪及多个信号定位标杆，其中，所述自动扫描测量仪包括支架以及测量仪，所述支架包括支架底盘，与所述支架底盘固定连接的多个支撑脚，且所述支架底盘上设置有与所述支架底盘连接并可沿竖直方向转动的转轴固定体；
所述测量仪包括:外壳，固定在外壳上的超声波测距传感器及激光发射器，固定在外壳上并带动外壳旋转的微控舵机，还包括分别与所述超声波测距传感器、激光发射器及所述微控舵机信号连接的控制装置，所述控制装置接收所述超声波测距传感器的信号并根据接收的信号绘制出图形；所述微控舵机包括与所述转轴固定体固定连接的旋转传动轴，以及通过传动齿轮组与所述旋转传动轴连接的电动马达；
所述信号定位标杆包括:支架，固定在所述支架上的激光测距发射头和激光测距接收头。
[0005]优选的，所述支架底盘上设置有X轴液体水平仪、Y轴液体水平仪及垂直面扫描水平仪。
[0006]优选的，所述支撑脚为伸缩支撑脚。
[0007]优选的，所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的触摸显示屏。
[0008]优选的，所述超声波测距传感器包括超声波发射头及超声波接收头。
[0009]优选的，所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的无线通讯传感器。
[0010]优选的，所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的电子指南针。
[0011]优选的，所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的存储装置。
[0012]优选的，所述支架包括支架底盘以及与所述支架底盘固定连接的多个支撑脚。
[0013]本发明的有益效果是:本发明提供的室内空间结构自动扫描测量仪在使用时能够实现:
(I)室内空间结构自动扫描测量仪与支架组装简单，在水平面内自动旋转扫描可以得到房间的平面结构数据，并可以自动建立房间平面CAD模型。
[0014](2)根据需要，通过多次水平面内与垂直面内的自动旋转扫描，可以采集到每个房间的空间立体数据，自动生成每个房间的立体结构模型。
[0015](3)通过主信号定位标杆构建的住宅主坐标系统，室内空间结构自动扫描测量仪可以把每个房间的平面或立体模型自动拼接成一套完整的平面或立体住宅模型，省去了手动拼接的过程。
[0016](4)从信号定位标杆辅助主信号定位标杆建立起从坐标系统，通过多次主、从信号定位标杆的切换配合，可以完成复杂的室内格局空间坐标定位功能。
[0017](5)主、从信号定位标杆与室内空间结构自动扫描测量仪之间使用无阻挡的激光或超声波直射式应答方式，可以防止其它电磁波遇墙后衰减造成的定位不准情况，保证各个房间的模型之间拼接准确。
[0018](6)室内空间结构自动扫描测量仪可以选择通过串口或者USB接口的有线连接方式，或者采用蓝牙及射频等的无线连接方式，与电脑及手机、平板电脑等智能设备相连接，进行数据传输或控制交互。
[0019](7)室内空间结构自动扫描测量仪自身带有存储装置，方便把现场采集的数据保存起来，以便进行后期的人工或智能数据处理。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施例提供的测量仪的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的支架的结构示意图；
图3是本发明实施例提供的支架的另一种使用状态图；
图4是本发明实施例提供的信号定位标杆立体示意图；
图5是本发明实施例提供的室内空间结构自动扫描测量仪的使用状态参考图；
图6是本发明实施例提供的室内空间结构自动扫描测量仪的另一使用状态参考图。
【具体实施方式】
[0021]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以右结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0022]请参阅图1、图2、图3和图4，图1是本发明实施例提供的测量仪的结构示意图；图2是本发明实施例提供的支架的结构示意图；图3是本发明实施例提供的支架的另一种使用状态图；图4是本发明实施例提供的信号定位标杆立体示意图。
[0023]本发明实施例提供了一种室内空间结构自动扫描测量仪，该室内空间结构自动扫描测量仪包括:多个自动扫描测量仪及多个信号定位标杆，其中，所述自动扫描测量仪包括支架以及测量仪，所述支架包括支架底盘201，与所述支架底盘201固定连接的多个支撑脚202，且所述支架底盘201上设置有与所述支架底盘201连接并可沿竖直方向转动的转轴固定体204 ； 所述测量仪包括:外壳1，固定在外壳I上的超声波测距传感器10及激光发射器13，固定在外壳I上并带动外壳I旋转的微控舵机14，还包括分别与所述超声波测距传感器10、激光发射器13及所述微控舵机14信号连接的控制装置8，所述控制装置8接收所述超声波测距传感器10的信号并根据接收的信号绘制出图形；所述微控舵机14包括与所述转轴固定体204固定连接的旋转传动轴17，以及通过传动齿轮组16与所述旋转传动轴17连接的电动马达15 ；
所述信号定位标杆包括:支架，固定在所述支架上的激光测距发射头307和激光测距接收头308。
[0024]具体的所述支架底盘上设置有X轴液体水平仪207、Y轴液体水平仪208及垂直面扫描水平仪209。从而保证了设置在支架上的测量仪处于水平或者竖直的方位，保证了测量的数据的准确性。为了方便调整，其中的支撑脚202为伸缩支撑脚。通过调整支撑脚202的高度保证测量仪的放置位置。
[0025]进一步的所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的触摸显示屏7。从而能够显示出绘画出的室内图形。其中，采集数据的为超声波测距传感器10，具体的，所述超声波测距传感器10包括超声波发射头11及超声波接收头12。
[0026]此外，所述测量仪还包括与所述控制装置8信号连接的无线通讯传感器9。从而能够实现多个测量仪之间的通讯，能够将各个测量仪绘制的图形传输出去组成一个完成的图形。更进一步的，在组成时，通过与所述控制装置8信号连接的电子指南针18能够准确的区分出每个图形的组成时所在的位置。同时，所述测量仪还包括与所述控制装置8信号连接的存储装置21，从而能够记录测量的数据。
[0027]其中的信号定位标杆的支架包括支架底盘301以及与所述支架底盘301固定连接的多个支撑脚302。其支撑脚302也为可伸缩式支撑脚，从而方便调整信号定位标杆的位置。
[0028]为了方便对本发明实施例提供的室内空间结构自动扫描测量仪的理解，下面结合附图对本发明实施例提供的室内空间结构自动扫描测量仪进行详细说明。
[0029]图1为实现室内空间结构自动扫描测量仪的内部组件与结构示意图:组件包括:外壳1、电源模块2、电源开关按钮3、模式切换按钮4、参数增加按钮5、参数减少按钮6、触摸显示屏7、控制装置8、无线通讯传感器9、超声波测距传感器10、超声波发射头11、超声波接收头12、激光发射器13、微控舵机14、电动马达15、传动齿轮组16、旋转传动轴17、电子指南针18、串口接口 19、USB接口 20、存储装置21。
[0030]图2和图3为支架的结构示意图，其中左边为平面扫描模式，右边为垂直扫描模式，组件包括:支架底盘201、支撑脚202、转轴支架203、转轴固定体204、固定旋转轴205、固定体传轴插孔206、X轴液体水平仪207、Y轴液体水平仪208、垂直面扫描水平仪209。
[0031]图4为信号定位标杆立体示意图，组件包括:支架底盘301、支撑脚302、转轴支架303、X轴液体水平仪304、Y轴液体水平仪305、定位信号标杆仪306、激光测距发射头307、激光测距接收头308、数据显示屏309、状态指标灯310、信号标杆系统开关311、激光测距激活按钮312、参数调整按键313、主从标杆切换按钮314、数据项清除按钮315、场景参数选择按钮316、配置参数选择按钮317。
[0032]调整图2中的支架，调整支撑脚202以使扫描仪达到需要的高度，调整支架底盘201为水平状态，观察到X轴液体水平仪207与Y轴液体水平仪208的气泡处于中间位置即可保证底盘201为水平状态。图2左边为平面扫描模式，右边为垂直扫描模式，根据扫描的需要旋转转轴固定体204，通过固定旋转轴205固紧转轴固定体204。如果进行垂直扫描，调整垂直面扫描水平仪209的气泡处于中间位置，保证固定体传轴插孔206处于水平状态中。
[0033]把室内空间结构自动扫描测量仪与支架组装起来，把图1中的旋转传动轴17插入图2中的固定体传轴插孔206中并锁紧。
[0034]按图1电源开关按钮3激活实现室内空间结构自动扫描测量仪，通过触摸显示屏7进行场景与模式设定，通过模式切换按钮4、参数增加按钮5、参数减少按钮6及触摸显示屏7进行相关参数设置，无线连接设置，旋转速度、扫描精度、扫描项目等配置操作。
[0035]室内空间结构自动扫描测量仪在扫描测量时，由微控舵机14中的电动马达15、传动齿轮组16组成的旋转系统根据设定的转动参数，支架上的扫描仪开始缓慢匀速旋转一周，转动过程中带动超声波测距传感器10与激光发射器13 —起调整方位。激光发射器13照身在墙上红色激光斑点方便操作人员观察扫描位置。转动过程中超声波发射头11不断发送40khz的超声波方波，当超声波接收头12检测到有信号返回时通过IO输出一高电平确认出超声波发射头11与墙面之间的距离a，a=(高电平时间*声速(340M/S))/2，扫描测量仪在t秒内旋转了 A角度，同样计算出转动后的超声波发射头11与墙面之间的距离b，利用三角形边角关系c~2=a~2+b~2-2abcOSA，就可以计算出t时间内扫描测量仪扫描的距离长度c，同时结合电子指南针18测量的方位数据，构建起每个测量点的完整信息，并把测量到的数据保存在存储装置21。
[0036]调整图4信号定位标杆，调整支撑脚302以使信号定位标杆达到需要的高度，调整支架底盘301为水平状态，观察到X轴液体水平仪304与Y轴液体水平仪305的气泡处于中间位置即可保证底盘301为水平状态。设定室内主信号标杆的位置为坐标原点，选一台定位信号标杆仪306，打开信号标杆系统开关311，设置主从标杆切换按钮314为主信号标杆，使用参数调整按键313、数据项清除按钮315、场景参数选择按钮316、配置参数选择按钮317进行相关的模式与参数设置。把激光测距发射头307、激光测距接收头308对准图1的室内空间结构自动扫描测量仪，按下激光测距激活按钮312，记录下室内空间结构自动扫描测量仪与信号标杆之间的距离与方位，确定室内空间结构自动扫描测量仪在系统坐标中的位置。
[0037]图5中，如果房间的格局比较复杂，存在中间有隔墙的情况时，可以采用主、从信号标杆相配合的方式，建立室内唯一主坐标系与若干从坐标系。选择第二台信号定位标杆为从信号标杆，分别测量并记录下来从信号定位标杆与主信号定位标杆及室内空间结构自动扫描测量仪之间的方位与距离，并把记录下来的这些数据由从坐标系转换到唯一主坐标系中，完成室内空间结构自动扫描测量仪在一套住宅的绝对坐标系中的绝对位置记录。
[0038]图6中，扫描测量过程中通过内置编程计算来判断出t时间内扫描的长度c是否为正常墙面，通过各种逻辑判断，如果a、b、c的值发生突变或变化构成特定关系时，自动扫描测量仪根据情况自动判定扫描状态为墙面扫描、玻璃扫描、开口扫描、墙角扫描、拐角扫描或异常扫描等情况。
[0039]把每个房间都扫描测量完成后，通过串口或USB线连接自动扫描测量仪与计算机，通过软件自动读取扫描记录的数据，自动建立起屋子的绝对坐标系，并在绝对坐标系把每个房间里自动扫描测量仪的位置标记出来，再以标记的若干自动扫描测量仪为原点分别绘制出当前房间的平面或立体模型，当所有房间都绘制完成后，整个屋子的室内平面或立体结构就自动完成了。
[0040]如果没有采用主、从信号标杆相配合的方式来测量，也可以单独扫描测量每个房间，再利用软件由手动拖动的方式进行各个房间的平面结构的拼接，也能轻松完成CAD建模工作。
[0041]通过上述描述可以看出，本实施例提供的室内空间结构自动扫描测量仪在使用时能够达到以下效果。
[0042](I)室内空间结构自动扫描测量仪与支架组装简单，在水平面内自动旋转扫描可以得到房间的平面结构数据，并可以自动建立房间平面CAD模型。
[0043]( 2 )根据需要，通过多次水平面内与垂直面内的自动旋转扫描，可以采集到每个房间的空间立体数据，自动生成每个房间的立体结构模型。
[0044](3)通过主信号定位标杆构建的住宅主坐标系统，室内空间结构自动扫描测量仪可以把每个房间的平面或立体模型自动拼接成一套完整的平面或立体住宅模型，省去了手动拼接的过程。
[0045](4)从信号定位标杆辅助主信号定位标杆建立起从坐标系统，通过多次主、从信号定位标杆的切换配合，可以完成复杂的室内格局空间坐标定位功能。
[0046](5)主、从信号定位标杆与室内空间结构自动扫描测量仪之间使用无阻挡的激光或超声波直射式应答方式，可以防止其它电磁波遇墙后衰减造成的定位不准情况，保证各个房间的模型之间拼接准确。
[0047](6)室内空间结构自动扫描测量仪可以选择通过串口或者USB接口的有线连接方式，或者采用蓝牙及射频等的无线连接方式，与电脑及手机、平板电脑等智能设备相连接，进行数据传输或控制交互。
[0048](7)室内空间结构自动扫描测量仪自身带有存储装置，方便把现场采集的数据保存起来，以便进行后期的人工或智能数据处理。
[0049]以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，包括:包括多个自动扫描测量仪及多个信号定位标杆，其中，所述自动扫描测量仪包括支架以及测量仪，所述支架包括支架底盘(201 )，与所述支架底盘(201)固定连接的多个支撑脚(202)，且所述支架底盘(201)上设置有与所述支架底盘(201)连接并可沿竖直方向转动的转轴固定体(204);所述测量仪包括:外壳(I)，固定在外壳(I)上的超声波测距传感器(10)及激光发射器(13),固定在外壳(I)上并带动外壳(I)旋转的微控舵机(14)，还包括分别与所述超声波测距传感器(10)、激光发射器(13)及所述微控舵机(14 )信号连接的控制装置(8 )，所述控制装置(8 )接收所述超声波测距传感器(10)的信号并根据接收的信号绘制出图形；所述微控舵机(14)包括与所述转轴固定体(204)固定连接的旋转传动轴(17)，以及通过传动齿轮组(16)与所述旋转传动轴(17)连接的电动马达(15);所述信号定位标杆包括:支架，固定在所述支架上的激光测距发射头(307 )和激光测距接收头(308 )。
2.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述支架底盘上设置有X轴液体水平仪(207)、Y轴液体水平仪(208)及垂直面扫描水平仪(209)。
3.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述支撑脚(202)为伸缩支撑脚。
4.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述测量仪还包括与所述控制装置(8)信号连接的触摸显示屏(7)。
5.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述超声波测距传感器(10)包括超声波发射头(11)及超声波接收头(12)。
6.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述测量仪还包括与所述控制装置(10 )信号连接的无线通讯传感器(9 )。
7.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述测量仪还包括与所述控制装置(10)信号连接的电子指南针(18)。
8.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述测量仪还包括与所述控制装置信号连接的存储装置(207 )。
9.根据权利要求1所述的室内空间结构自动扫描测量仪，其特征在于，所述信号定位标杆的支架包括支架底盘(301)以及与所述支架底盘(301)固定连接的多个支撑脚(302)。
【文档编号】G01S15/08GK103954965SQ201410215516
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年5月21日 优先权日:2014年5月21日
【发明者】王剑 申请人:王剑