一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法

1.本发明涉及测距技术领域，具体的说是一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法。


背景技术：

2.随着空间技术和航天工业的发展，空间距离测量已成为空间领域的重要研究内容；传统的距离测量需要直接在被测目标两点部署测量装置，而有时候并不可以直接在被测点上进行测量装置的部署，该种情况下需要使用非接触式测量装置，但是常见的基于摄像头或者深度相机的非接触式测距易受环境影响，易被干扰，而且操作不便，测量精度低。


技术实现要素：

3.针对相关技术中存在的上述不足之处，目的是提供一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法，以解决相关技术中的操作不方便，易被干扰，测量数据结果不准确的技术问题。
4.实现目的的技术方案是：一种基于两点间测距的激光云台，包括：至少一多角度旋转结构，连接在平台上，用于形成三轴联动；
5.所述多角度旋转结构包括：
6.第一支撑架，连接在所述平台上；
7.第一步进电机，连接在所述第一支撑架上；
8.第一联轴器，连接在所述第一步进电机上；
9.第二支撑架，连接在所述第一联轴器上；
10.第二步进电机，连接在所述第二支撑架上，被所述第一步进电机联动旋转；
11.第二联轴器，连接在所述第二步进电机上；
12.第三支撑架，连接在所述第二联轴器上；
13.第三步进电机，连接在所述第三支撑架上，被所述第一步进电机或者所述第二步进电机联动旋转；
14.激光装置，连接在所述第三步进电机上，被所述第三步进电机联动旋转；
15.以及摄像头，连接在所述第三支撑架上，与所述激光装置配用。
16.一种基于两点间测距的激光云台的测量方法，包括：
17.进一步的：所述公式为
18.采用了上述技术方案，具有以下的有益效果：一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法，与相关技术相比，设置有多角度旋转结构，连接在平台上，形成了三轴联动；测量时，所述摄像头根据被测点a和被测点b，所述第一步进电机和所述第二步进电机动作，所述摄像头调整俯仰和滚动角度，所述被测点a和所述被测点b的连线与摄像头上的ccd芯片的水平中线重合，所述摄像头与所述被测点a和所述被测点b构造出平面，此时仅需要所述第三步进电机动作，就能够实现所述激光装置被所述摄像头引导分别指向所述被测点a或
者所述被测点b，指向所述被测点a时记录与所述被测点a之间的距离为l1，所述第三步进电机再次动作，并记录旋转的相对角度a，指向所述被测点b时记录与所述被测点b之间的距离为l2，之后根据公式计算所述被测点a和所述被测点b之间的连线距离l，实现了在空间中任意第三点对空间中任意两点间距离进行测量，操作相对方便，稳定性好，测量数据结果相对准确；从而克服了操作不方便，易被干扰，测量数据结果不准确的技术问题，达到了操作相对方便，稳定性好，测量数据结果相对准确的技术效果，有利于推广使用。
附图说明
19.图1为测量时的结构示意图；
20.图2为多角度旋转结构的结构示意图；
21.图3为方法流程图；
22.图中：1.多角度旋转结构，10.第一支撑架，20.第一步进电机，30.第一联轴器，40.第二支撑架，50.第二步进电机，60.第二联轴器，70.第三支撑架，80.第三步进电机，90.激光装置，910.摄像头，100.平台。
具体实施方式
23.为了使内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，作进一步详细的说明；
24.一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法，解决了相关技术中的操作不方便，易被干扰，测量数据结果不准确的技术问题，达到了操作相对方便，稳定性好，测量数据结果相对准确的积极效果，总体思路如下：
25.一实施方式：
26.如图1、图2、图3所示；一种基于两点间测距的激光云台及其测量方法；所述一种基于两点间测距的激光云台，包括：至少一多角度旋转结构1，连接在平台100上，用于形成三轴联动；
27.所述多角度旋转结构1包括：
28.第一支撑架10，连接在所述平台100上；
29.第一步进电机20，连接在所述第一支撑架10上；
30.第一联轴器30，连接在所述第一步进电机20上；
31.第二支撑架40，连接在所述第一联轴器30上；
32.第二步进电机50，连接在所述第二支撑架40上，被所述第一步进电机20联动旋转；
33.第二联轴器60，连接在所述第二步进电机50上；
34.第三支撑架70，连接在所述第二联轴器60上；
35.第三步进电机80，连接在所述第三支撑架70上，被所述第一步进电机20或者所述第二步进电机50联动旋转；
36.激光装置90，连接在所述第三步进电机80上，被所述第三步进电机80联动旋转；
37.以及摄像头910，连接在所述第三支撑架70上，与所述激光装置90配用；
38.所述一种基于两点间测距的激光云台的测量方法，包括：所述摄像头910根据被测点a和被测点b，所述第一步进电机20和所述第二步进电机50动作，所述摄像头910调整俯仰
和滚动角度，所述被测点a和所述被测点b的连线与摄像头910上的ccd芯片的水平中线重合，所述摄像头910与所述被测点a和所述被测点b之间形成一个平面三角形连线结构，此时仅需要所述第三步进电机80动作，就能够实现所述激光装置90被所述摄像头910引导分别指向所述被测点a或者所述被测点b，指向所述被测点a时记录与所述被测点a之间的距离为l1，所述第三步进电机80再次动作，并记录旋转的相对角度a，指向所述被测点b时记录与所述被测点b之间的距离为l2，之后根据公式计算所述被测点a和所述被测点b之间的连线距离l，实现了在空间中任意第三点对空间中任意两点间距离进行测量；
39.另一实施方式：
40.如图1、图2、图3所示；实施时，第一支撑架10、第二支撑架40或者第三支撑架70为型材，外形大致为“l”形结构，形成可靠的支撑，安装拆卸较方便；
41.第一步进电机20、第二步进电机50或者第三步进电机80采用42hs48-040型，采用dm542s型电机驱动模块驱动，实现了三轴联动，产生了意料不到的技术效果，使得激光装置90和摄像头910能够多角度变换位置，测量的灵活性较好，测量的精度较高，操作较方便；
42.第一联轴器30或者第二联轴器60采用法兰联轴器，起到传递旋转扭力，补偿轴间安装偏差，吸收设备振动和缓冲载荷冲击的作用，有利于顺畅地旋转，安装拆卸较方便；
43.摄像头910采用openmv4型，用于抓拍物体并提取边缘信息以及获取激光发射后的成像点位信息，采集数据信息，便于引导激光指向目标物；
44.激光装置90采用pls-k1000型，对物体边缘进行距离测量，将测量数据反馈给集成处理模块，利用激光对目标的距离进行准确测定，提高了测量精度；
45.另一实施方式：
46.如图1、图2、图3所示；实施时，还包括：控制部分200；控制部分200包括：显示屏110，遥控式按键，以及三个电机驱动器；显示屏110连接在摄像头910处；第一电机驱动器21设置在第一步进电机20上，第二电机驱动器51设置在第二步进电机51上，第三电机驱动器81设置在第三步进电机80上，一个电机驱动器控制一个步进电机的旋转角度、速度；控制部分200用于电控摄像头910、激光装置90以及步进电机动作，本领域的普通技术人员，在看到公开的内容后，能够直接地、毫无疑义地知晓如何设置，并不需要付出创造性的劳动，也不需要进行过度的试验；
47.另一实施方式：
48.如图1、图2、图3所示；实施时，一种基于两点间测距的激光云台的测量方法的流程是：开始
→
指定被测点a
→
指定被测点b
→
第一步进电机20水平旋转动作
→
a点和b点是否位于摄像头910上的ccd芯片的竖直中线两侧，并与竖直中线距离相等
→
是的情况下(否的情况下，重复前步动作)第二步进电机50旋转动作
→
a点和b点是否位于摄像头910上的ccd芯片的水平中线两侧，并与水平中线距离相等
→
是的情况下(否的情况下，重复前步动作)第一步进电机20和第二步进电机50旋转动作
→
a点和b点是否都位于摄像头910上的ccd芯片的水平中线上
→
是的情况下(否的情况下，重复前步动作)第三步进电机80旋转动作
→
激光是否指向被测点a
→
是的情况下(否的情况下，重复前步动作)测距保存l1
→
第三步进电机80旋转动作
→
激光是否指向被测点b
→
是的情况下(否的情况下，重复前步动作)保存旋转角度a
→
测距保存l2
→
计算l；
49.工作原理如下：测量时，摄像头910根据被测点a和被测点b，第一步进电机20和第二步进电机50动作，摄像头910调整俯仰和滚动角度，被测点a和被测点b的连线与摄像头910上的ccd芯片的水平中线重合，摄像头910与被测点a和被测点b之间形成一个平面三角形连线结构，此时仅需要第三步进电机80动作，就能够实现激光装置90被摄像头910引导分别指向被测点a或者被测点b，指向被测点a时记录与被测点a之间的距离为l1，第三步进电机80再次动作，并记录旋转的相对角度a，指向被测点b时记录与被测点b之间的距离为l2，之后根据公式计算被测点a和被测点b之间的连线距离l，实现了在空间中任意第三点对空间中任意两点间距离进行测量；
50.描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示方位或位置关系是基于附图所述的位置关系，仅是为了便于描述或简化描述，而不是指示必须具有的特定的方位；实施例中描述的操作过程不是绝对的使用步骤，实际使用时，可以做相应的调整；
51.除非个别作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义；说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分，同样，“一个”或者“一”等类似词语也不决定表示数量限制，而是表示存在至少一个，需根据实施例的内容确定；
52.以上所述，仅为较佳的具体实施方式，但保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员揭露的技术范围内，根据技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在保护范围之内。