无线电控开关棱镜、由其组成的测量系统及测量方法
【专利摘要】本发明公开了无线电控开关棱镜，包括测量型棱镜，所述测量型棱镜的前端安装有调光玻璃，所述调光玻璃连接有终端节点，该终端节点包括通讯模块、控制电路模块和供电模块，所述通讯模块与控制电路模块的输入端连接，用于接收远程控制信号；所述控制电路模块的输出端连接供电模块，用于根据远程控制信号的内容控制供电模块；所述供电模块分别连接控制电路模块和调光玻璃，用于给调光玻璃供电。本发明通过控制是否为调光玻璃通电，是该玻璃处于透明状态或非透明状态，实现了棱镜工作状态的控制。同时，自动全站仪监测子系统利用无线传感器网络可有效组织棱镜群节点，并配合自动全站仪控制电控棱镜的开关，使之可有效进行多目标识别和变形点搜索。
【专利说明】无线电控开关棱镜、由其组成的测量系统及测量方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及棱镜控制【技术领域】，具体地说，特别涉及到一种无线电控开关棱镜、由其组成的测量系统及测量方法。
【背景技术】
[0002]随着测绘仪器的发展,带电动马达和程序控制的TPS (Total Station Positionsystem)系统结合激光通讯及CXD技术，可以实现测量的自动化，集自动目标识别、自动照准、自动测角、自动记录于一体的测量系统，像机器人一样对成百上千各目标持续和重复观测，可实现施工测量和变形监测全自动化。在许多大型工程运营过程中，为确保其安全，都需要进行变形监测，且精度要求较高。
[0003]然而由于监测点位置和设站点位置的关系，往往导致自动全站仪视场内出现多个目标，仪器无法正确识别测量出错的问题。
[0004]Sokkia和Ieica的自动全站仪可检查出观测区域内包含多个棱镜，处理策略为自动获取最近的一个棱镜的测量数据，但这种处理策略不一定得到自动监测过程中想要的那个棱镜的观测数据，不适合自动监测；自动监测软件可通过距离或坐标比较的方式检测获取的棱镜测量数据是否正确，但若发生测错现象，无法控制仪器搜索到争取的棱镜目标；Trimble公司发明了有源开关棱镜，在棱镜前添加遮光罩，用马达驱动遮光罩是否收起来控制棱镜的工作状态，该技术可在一定应用范围内解决视场多棱镜问题，由于马达驱动功耗较大，需采用有线电源，并且棱镜的控制也采用有线方式，这对该棱镜的应用范围有了很大限制，适合室外监测和远距离应用。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种无线电控开关棱镜，通过在传统的测量型棱镜上安装调光玻璃，以解决上述问题。
[0006]参见图la，当调光玻璃断电时，玻璃中间的高分子液晶材料无序排列，使光线无法穿透玻璃，这时看到的效果便是乳白色的不透明状态。
[0007]参见图lb，当调光玻璃通电时，在电场作用下，玻璃中间的高分子液晶材料有序排列，使光线能透过玻璃，这时看到的效果便是透明的玻璃状态。调光玻璃是采用特殊工艺，将液晶膜固化在两玻璃之间。调光玻璃的调光原理是:在自然状态下，它内部液晶的排列是无规则的，液晶折射率比外面聚合物的折射率低，入射光在聚合物发生散射，呈乳白色，即不透明。液晶的两个导电膜相当于2个平面电极，通电以后，有弥散分布液晶的聚合物内液滴重新排列，液晶从无序排列变为定向有序排列，使液晶的折射率与聚合物的折射率相等，入射光完全可以通过，形成透明状态。
[0008]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0009]无线电控开关棱镜，包括测量型棱镜，所述测量型棱镜的前端安装有调光玻璃，所述调光玻璃连接有终端节点，该终端节点包括通讯模块、控制电路模块和供电模块，所述通讯模块与控制电路模块的输入端连接，用于接收远程控制信号；所述控制电路模块的输出端连接供电模块，用于根据远程控制信号的内容控制供电模块；所述供电模块分别连接控制电路模块和调光玻璃，用于给调光玻璃供电。
[0010]一种采用无线电控开关棱镜的测量系统，包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心；
[0011]所述自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络；
[0012]所述无线电控开关棱镜位于无线网络内，用于接收协调节点发出的控制信号，并根据控制信号的内容控制调光玻璃通电或断电；
[0013]所述自动全站仪具有用于与无线电控开关棱镜配合完成数据测量。
[0014]上述测量系统的测量方法包括如下步骤:
[0015]I)打开协调节点的电源，协调节点创建无线网络；
[0016]2)打开无线电控开关棱镜，无线电控开关棱镜加入到无线网络中；
[0017]3)自动监测控制中心通过协调节点将控制指令发送给目标的无线电控开关棱镜;
[0018]4)无线电控开关棱镜接收到协调节点发送过来的控制指令后，控制调光玻璃通电；
[0019]5)自动全站仪选取目标的无线电控开关棱镜，进行数据测量；
[0020]6)自动全站仪测量完成后，协调节点发送控制指令给目标的无线电控开关棱镜，使无线电控开关棱镜控制调光玻璃断电，然后结束流程。
[0021]一种采用无线电控开关棱镜的测量系统，包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心；
[0022]所述自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络；
[0023]所述自动全站仪具有汇聚节点，并通过该汇聚节点与无线电控开关棱镜、自动监测控制中心无线通讯；
[0024]所述无线电控开关棱镜具有终端节点，并通过该终端节点与自动全站仪、自动监测控制中心无线通讯。
[0025]上述测量系统的测量方法包括如下步骤:
[0026]a.在固定的位置架设好自动全站仪，并保持地理坐标不变；
[0027]b.将自动全站仪与自动监测控制中心连接，使两者可以进行数据交互；
[0028]c.将汇聚节点与协调节点连接，使得自动监测控制中心可以通过汇聚节点发送和接收终端节点的数据；
[0029]d.将终端节点与无线电控开关棱镜一起固定在待测目标位置；
[0030]e.通过自动监测控制中心向汇聚节点发送搜索终端节点的控制信号，搜索到终端节点后会将每个终端节点的ID号显示在自动监测控制中心上；
[0031]f.通过自动监测控制中心关闭所有无线电控开关棱镜；
[0032]g.通过待测目标地址确定目标的无线电控开关棱镜，并由自动监测控制中心经汇聚节点向目标的无线电控开关棱镜发送给调光玻璃通电的控制信号；
[0033]h.打开目标无线电控开关棱镜后，自动全站仪对待测目标进行数据测量，测量完成后，调光玻璃断电，目标无线电控开关棱镜关闭；[0034]1.自动监测控制中心判断是否继续测量，如果是，则执行步骤g，否则结束本次测量。
[0035]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0036]1.采用自主设计研发的电透棱镜解决自动全站仪监测小视场多棱镜问题。
[0037]2.用无线传感器网络组织和控制无线电控开关棱镜群，配合自动全站仪小角度监测搜索棱镜问题；
[0038]3.功耗小，可采用电池供电。
[0039]4.采用无线通讯模式，方便部署。
【专利附图】
【附图说明】
[0040]图1a为本发明所述调光玻璃的断电状态示意图。
[0041]图1b为本发明所述调光玻璃的通电状态示意图。
[0042]图2a为本发明所述无线电控开关棱镜的闲置状态示意图。
[0043]图2b为本发明所述无线电控开关棱镜的工作状态示意图。
[0044]图3为本发明所述的测量系统的结构示意图。
[0045]图4为本发明实施例1的工作流程图。
[0046]图5为本发明实施例2的工作流程图。
【具体实施方式】
[0047]为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合【具体实施方式】，进一步阐述本发明。
[0048]本发明所述的无线电控开关棱镜，包括测量型棱镜，所述测量型棱镜的前端安装有调光玻璃，所述调光玻璃连接有终端节点，该终端节点包括通讯模块、控制电路模块和供电模块，所述通讯模块与控制电路模块的输入端连接，用于接收远程控制信号；所述控制电路模块的输出端连接供电模块，用于根据远程控制信号的内容控制供电模块；所述供电模块分别连接控制电路模块和调光玻璃，用于给调光玻璃供电。
[0049]参见图2a，当调光玻璃关闭电源时，电控调光玻璃里面的液晶分子会呈现不规则的散布状态，此时调光玻璃呈现透光而不透明的外观状态。参见图2b，当给调光玻璃通电后，里面的液晶分子呈现整齐排列，光线可以自由穿透，此时调光玻璃瞬间呈现透明状态。
[0050]实施例1
[0051]参见图3，本发明基于上述无线电控开关棱镜建立的测量系统，其包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心。
[0052]其中，自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络。
[0053]无线电控开关棱镜位于无线网络内，用于接收协调节点发出的控制信号，并根据控制信号的内容控制调光玻璃通电或断电。自动全站仪具有用于与无线电控开关棱镜配合完成数据测量。
[0054]参见图4，上述测量系统的工作流程如下:
[0055]在步骤301中，打开协调节点的电源，协调节点自动创建一个无线网络，然后执行步骤302 ；[0056]在步骤302中，给无线电控开关棱镜上电，无线电控开关棱镜上电后自动加入到协调节点创建的无线网络中，然后执行步骤303 ；
[0057]在步骤303中，协调节点将收到的控制指令发送给无线电控开关棱镜，然后执行步骤304 ；
[0058]在步骤304中，无线电控开关棱镜收到协调节点发送过来的控制指令后解析，并控制调光玻璃，将其打开，然后执行步骤305 ；
[0059]在步骤305中，自动全站仪根据打开的棱镜进行数据测量，然后执行步骤306 ；
[0060]在步骤306中，自动全站仪测量完成后，协调节点发送指令给无线电控开关棱镜，使无线电控开关棱镜控制调光玻璃断电，然后结束流程。
[0061]实施例2
[0062]参见图3，本发明基于上述无线电控开关棱镜建立的测量系统，其包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心。
[0063]其中，自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络。自动全站仪具有汇聚节点，并通过该汇聚节点与无线电控开关棱镜、自动监测控制中心无线通讯。无线电控开关棱镜具有终端节点，并通过该终端节点与自动全站仪、自动监测控制中心无线通讯。
[0064]参见图5,上述测量系统的工作流程如下:
[0065]在步骤401中，在固定的位置，架设好自动全站仪，并保持地理坐标不变，然后执行步骤402 ；
[0066]在步骤402中，将自动全站仪与自动测控中心进行连接，可通过自动测控中心与自动全站仪进行数据交互，然后执行步骤403 ；
[0067]在步骤403中，将汇聚节点与自动测控中心连接，自动测控中心可以通过汇聚节点发送和接收终端节点的数据，然后执行步骤404 ；
[0068]在步骤404中，将终端节点与棱镜一起固定在待测目标位直，然后执彳丁步骤405 ；
[0069]在步骤405中，通过自动测控中心向汇聚节点发送搜索终端节点的控制信号，搜索到终端节点后会将每个节点的ID好显示在自动测控中心上。然后执行步骤406 ；
[0070]在步骤406中，通过自动测控中心发送关闭所有终端节点的棱镜(即使调光玻璃变成不透明)，然后执行步骤407 ；
[0071]在步骤407中，通过待测目标地址确定棱镜ID号，并由自动测控中心经过汇聚节点向对应ID发送打开棱镜，终端节点收到打开棱镜命令后打开电控开关棱镜，使之透明，然后执行步骤408 ；
[0072]在步骤408中，打开电控开关棱镜后，自动全站仪可对固定目标进行数据测量，测量完成后，然后执行步骤409;
[0073]在步骤409中，关闭上面测量的棱镜，然后执行步骤410。
[0074]在步骤410中，自动测控中心判断是否继续测量，如果是，则执行步骤407，否则结束本次测量。
[0075]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.无线电控开关棱镜，包括测量型棱镜，其特征在于，所述测量型棱镜的前端安装有调光玻璃，所述调光玻璃连接有终端节点，该终端节点包括通讯模块、控制电路模块和供电模块，所述通讯模块与控制电路模块的输入端连接，用于接收远程控制信号；所述控制电路模块的输出端连接供电模块，用于根据远程控制信号的内容控制供电模块；所述供电模块分别连接控制电路模块和调光玻璃，用于给调光玻璃供电。
2.一种采用权利要求1所述的无线电控开关棱镜的测量系统，其特征在于，包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心； 所述自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络； 所述无线电控开关棱镜位于无线网络内，用于接收协调节点发出的控制信号，并根据控制信号的内容控制调光玻璃通电或断电； 所述自动全站仪具有用于与无线电控开关棱镜配合完成数据测量。
3.如权利要求2所述测量系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)打开协调节点的 电源，协调节点创建无线网络； 2)打开无线电控开关棱镜，无线电控开关棱镜加入到无线网络中； 3)自动监测控制中心通过协调节点将控制指令发送给目标的无线电控开关棱镜； 4)无线电控开关棱镜接收到协调节点发送过来的控制指令后，控制调光玻璃通电； 5)自动全站仪选取目标的无线电控开关棱镜，进行数据测量； 6)自动全站仪测量完成后，协调节点发送控制指令给目标的无线电控开关棱镜，使无线电控开关棱镜控制调光玻璃断电，然后结束流程。
4.一种采用权利要求1所述的无线电控开关棱镜的测量系统，其特征在于，包括若干无线电控开关棱镜、自动全站仪和自动监测控制中心； 所述自动监测控制中心具有协调节点，并通过该协调节点创建无线网络； 所述自动全站仪具有汇聚节点，并通过该汇聚节点与无线电控开关棱镜、自动监测控制中心无线通讯； 所述无线电控开关棱镜具有终端节点，并通过该终端节点与自动全站仪、自动监测控制中心无线通讯。
5.如权利要求4所述测量系统的测量方法，其特征在于，包括如下步骤: a.在固定的位置架设好自动全站仪，并保持地理坐标不变； b.将自动全站仪与自动监测控制中心连接，使两者可以进行数据交互； c.将汇聚节点与协调节点连接，使得自动监测控制中心可以通过汇聚节点发送和接收终端节点的数据； d.将终端节点与无线电控开关棱镜一起固定在待测目标位置； e.通过自动监测控制中心向汇聚节点发送搜索终端节点的控制信号，搜索到终端节点后会将每个终端节点的ID号显示在自动监测控制中心上； f.通过自动监测控制中心关闭所有无线电控开关棱镜； g.通过待测目标地址确定目标的无线电控开关棱镜，并由自动监测控制中心经汇聚节点向目标的无线电控开关棱镜发送给调光玻璃通电的控制信号； h.打开目标无线电控开关棱镜后，自动全站仪对待测目标进行数据测量，测量完成后，调光玻璃断电，目标无线电控开关棱镜关闭； i.自动监测控制 中心判断是否继续测量，如果是，则执行步骤g，否则结束本次测量。
【文档编号】G01B11/16GK103837092SQ201410084137
【公开日】2014年6月4日 申请日期:2014年3月7日 优先权日:2014年3月7日
【发明者】李玮煜, 郭巍, 江雷子, 周晓刚, 李先强, 张宗申 申请人:上海米度测控科技有限公司