一种用于内部空间尺寸测量的量仪的制作方法

本发明涉及测量技术领域，尤其是用于隧道、桥洞、房屋、车辆、大型仪器等内部空间尺寸精确测量的工具。

背景技术：

近年来随着地下工程日益增多,隧道工程的建设正以前所未有的速度增长。如何进一步搞好隧道施工开挖质量的管理是建设者们不断思索、探讨的问题,而隧道断面测量技术的发展为隧道施工提供了一个检测、控制隧道开挖质量的有力手段。

由于隧道内部空间的局限性，现代的断面测量方法是采用激光测距仪或者全站仪和计算机的集成断面测量系统来实现，隧道监控量测只能通过实现，这种量测方法的最大精度在毫米级，不能满足某些要求量测精度高的工程项目的要求。

随着社会的进步，工程项目对量测精度的要求也越来越高，桥洞、房屋、车辆、大型仪器等内部空间尺寸的测量同样存在上述问题，如何提高内部空间尺寸的测量精度成为急需解决的问题。

技术实现要素：

本发明要解决的问题是如何精确测量隧道、桥洞、房屋、车辆、大型仪器等内部空间尺寸。

一种用于内部空间尺寸测量的量仪，包括若干短尺、摄像头和图像处理端，短尺按其横截面大小共轴地串接成一伸缩体，摄像头安装在两段短尺连接处横截面较大的短尺上，对准横截面较小的短尺上的刻度，图像处理端固定安装在一段短尺上，通过电连接的方式与两摄像头相连，量仪两端平行轴线方向各具有长度一定的内测端。优选地，所有短尺中，横截面最小的短尺为空心或实心，其它短尺均为空心。优选地，短尺的图像处理端、摄像头、短尺的数量分别是一、二、三个，图像处理端固定安装在中间一段短尺上，图像处理端具有数显屏幕，摄像头内安装有补光灯。优选地，短尺的刻度位于凹陷的刻度槽内。

优选地，短尺的横截面为正三角形。优选地，量仪缩短时长度为2.0-3.5m，伸长时长度为缩短时的三倍。

伸开量仪，使其内测端抵住空间内壁，因此量仪长度严格为两端点之间距离，同时摄像头扫描读数精度很高，共同保证了测量的精度。

附图说明

图1是一种用于内部空间尺寸测量的量仪的整体结构示意图；

图2是刻度和刻度槽局部放大结构示意图；

图3是图像处理端局部放大结构示意图。

图中：1.短尺，2.摄像头，3.刻度，4.刻度槽，5.内测端，6.图像处理端，7.数显屏幕，8.补光灯。具体实施方式

如附图1-3所示，一种用于内部空间尺寸测量的量仪，包括若干短尺、摄像头和图像处理端，短尺按其横截面大小共轴地串接成一伸缩体，摄像头安装在两段短尺连接处横截面较大的短尺上，对准横截面较小的短尺上的刻度，图像处理端固定安装在一段短尺上，通过电连接的方式与两摄像头相连，量仪两端平行轴线方向各具有长度一定的内测端。

伸开量仪，使其内测端抵住空间内壁，因此量仪长度严格为两端点之间距离；同时摄像头扫描读数精度很高，共同保证了测量的精度。所测距离等于量仪缩短时是原长加上各摄像头上读取的量仪伸长长度。

由于物距是恒定的，摄像头可按其焦距固定安装，使短尺上的刻度清晰成像。然后通过电连接的方式将图像传送至图像处理端，又图像处理端转化为长度数值。

读数原理同电子水准仪。目前，电子水准仪的照准标尺和调焦仍需目视进行。人工调试后，标尺条码一方面被成像在望远镜分化板上，供目视观测，另一方面通过望远镜的分光镜，又被成像在光电传感器（又称探测器）上，供电子读数。由于各厂家标尺编码的条码图案各不相同，因此条码标尺一般不能互通使用。当使用传统水准标尺进行测量时，电子水准仪也可以像普通自动安平水准仪一样使用，不过这时的测量精度低于电子测量的精度，特别是精密电子水准仪，由于没有光学测微器，当成普通自动安平水准仪使用时，其精度更低。

当前电子水准仪采用了原理上相差较大的三种自动电子读数方法：1）相关法（徕卡na3002/3003）2)几何法（蔡司dini10/20）3)相位法（拓普康dl101c/102c）。它与传统仪器相比有以下特点：

1)读数客观。不存在误差、误记问题，没有人为读数误差。

2)精度高。视线高和视距读数都是采用大量条码分划图象经处理后取平均得出来的，因此削弱了标尺分划误差的影响。多数仪器都有进行多次读数取平均的功能，可以削弱外界条件影响。不熟练的作业人员业也能进行高精度测量。

3)速度快。由于省去了报数、听记、现场计算的时间以及人为出错的重测数量，测量时间与传统仪器相比可以节省1/3左右。

4)效率高。只需调焦和按键就可以自动读数，减轻了劳动强度。视距还能自动记录，检核，处理并能输入电子计算机进行后处理，可实线内外业一体化。

根据上述原理，本量仪中短尺上的刻度采用电子水准仪配套的塔尺刻度，区别点是本量仪望远镜装置，将摄像头直接对准刻度成像即可，因此精度比同配置的电子水准仪更高。优选地，所有短尺中，横截面最小的短尺为空心或实心，其它短尺均为空心。横截面最小的短尺可以为空心，能够减轻量仪重量，其它短尺均为空心是便于串接。优选地，短尺的图像处理端、摄像头、短尺的数量分别是一、二、三个，图像处理端固定安装在中间一段短尺上，图像处理端具有数显屏幕，摄像头内安装有补光灯。短尺的数量是三段，一方面可以保证将量仪缩短到便于携带使用的长度，另一方面避免了段数过多带来的轴向偏移误差。两个摄像头分别安装在两段横截面较大的短尺上。图像处理端只设一个，一方面可以降低成本；另一方面所有读数在同一图像处理端同时显示，便于读数，也避免了多次读数期间量仪伸缩带来的误差。优选地，短尺的刻度位于凹陷的刻度槽内。这是为了保护刻度，避免量仪伸缩带来的刻度磨损。

优选地，短尺的横截面为正三角形。短尺的横截面为正三角形较圆形有三点优势，1.短尺之间不会沿轴心相互旋转；2.便于水平刻度的布设；3。结构稳定，较难发生横向形变。优选地，量仪缩短时长度为2.0-3.5m，伸长时长度为缩短时的三倍。由于隧道宽度在10m左右，这个长度范围适合隧道截面的测量。

改变量仪的长度，即可用来精确测量桥洞、房屋、车辆、大型仪器等内部空间。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种用于内部空间尺寸测量的量仪，所要解决的问题是如何精确测量隧道、桥洞、房屋、车辆、大型仪器等内部空间尺寸。该量仪一种用于内部空间尺寸测量的量仪，包括若干短尺、摄像头和图像处理端，短尺按其横截面大小共轴地串接成一伸缩体，摄像头安装在两段短尺连接处横截面较大的短尺上，对准横截面较小的短尺上的刻度，图像处理端固定安装在一段短尺上，通过电连接的方式与两摄像头相连，量仪两端平行轴线方向各具有长度一定的内测端。伸开量仪，使其内测端抵住空间内壁，因此量仪长度严格为两端点之间距离，同时摄像头扫描读数精度很高，共同保证了测量的精度。

技术研发人员：廖孟光;李羲;李朝奎;易四海
受保护的技术使用者：湖南科技大学
技术研发日：2017.03.13
技术公布日：2018.05.11