一种基于待测物成像的激光测高仪及测量方法与流程

1.本公开涉及测高技术领域，具体涉及一种基于待测物成像的激光测高仪及测量方法。


背景技术：

2.随着我国电力事业的不断发展，铺设的输电线路越来越多，而由于输电线大部分为高压线，具有一定的危险性，因此在铺设的过程中需要保证输电线与地面之间有一定的距离，以防止危险事故的发生，进而需要对铺设的输电线路进行高度测量，以保证架设的输电线的高度符合要求。
3.现有技术中对高压线的测量方法主要包括以下几种：钢尺测量、经纬仪配合钢尺测量、测高仪测量、gps测量、全站仪测量；其中，全站仪测量是目前常用的方法，具体测量时在待测高压线的下方设置棱镜，利用全站仪测出目标点，棱镜与水平面之间的夹角，以及棱镜与全站仪之间的距离，通过计算公式换算出高压线的高度，例如公开号为cn105066956a的中国专利提供了一种利用全站仪测量高压线高度的方法，但该方法中全站仪的结构复杂，使用过程中需要经常移动全站仪，测量效率低。


技术实现要素：

4.鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种基于待测物成像的激光测高仪。
5.第一方面，一种基于待测物成像的激光测高仪，包括：
6.架体，所述架体上设有初始位置为水平设置的调节板，且所述调节板可沿第一轴线旋转；
7.调节装置，所述调节装置包括成像组件和驱动组件，所述成像组件安装在所述调节板上，所述驱动组件安装在所述架体上，且所述驱动组件输出端与所述调节板连接，用于驱动所述调节板顺时针旋转至第一位置或者逆时针旋转至第二位置，所述第一位置即所述成像组件对准所述待测物最高点时，所述调节板的位置；所述第二位置即所述成像组件对准待测物最低点位置时，所述调节板的位置；
8.倾角传感器，安装在所述调节板上，用于测量所述调节板由初始位置旋转到第一位置的第一转角a，所述调节板由初始位置旋转到第二位置的第二转角b；
9.测距组件，安装在所述调节板上，用于测量所述调节板位于所述第一位置时，所述测距组件与所述待测物最高点之间的第一距离s1；所述调节板位于所述第二位置时，所述测量组件与所述待测物最低点之间的第二距离s2。
10.根据本技术实施例提供的技术方案，还包括控制装置，其包括：
11.采集模块：所述采集模块配置用于成像组件电连接，用于接收所述待测物最高点的第一图像，接收所述待测物最低点的第二图像；
12.对比模块：所述对比模块与所述采集模块输出端电连接，用于接收第一图像和第
二图像；所述对比模块配置用于提取所述第一图像中的所述待测物实时最高点位置信息，判断所述实时最高点位置信息位于所述第一图像的中心位置时，输出第一指令；提取所述第二图像中的所述待测物实时最低点位置信息，判断所述实时最低点位置信息位于所述第二图像的中心位置时，输出第二指令；
13.输出模块：所述输出模块与所述对比模块输出端电连接，用于接收所述第一指令和第二指令；所述输出模块接收第一指令后生成用于停止所述驱动组件的第一触发指令；所述输出模块接收第二指令后生产用于停止所述驱动组件的第二触发指令。
14.根据本技术实施例提供的技术方案，所述测距组件包括激光测距仪，所述激光测距仪可沿第一方向滑动地安装在所述调节板上，所述第一方向垂直于所述第一轴线方向。
15.根据本技术实施例提供的技术方案，所述测距组件包括直线驱动部，用于驱动所述调节板沿第一方向滑动，且所述直线驱动部输出端与所述调节板之间设有位移传感器。
16.根据本技术实施例提供的技术方案，所述架体上设有固定块，两组所述固定块排布在所述调节板沿第一轴线的两端，且两组所述固定块之间跨设有可沿第一轴线旋转的转轴，所述转轴与所述调节板固定连接，所述转轴与所述驱动组件输出端固定连接。
17.根据本技术实施例提供的技术方案，所述调节板上设有水平仪，用于所述调节板处于初始位置时，保持水平。
18.根据本技术实施例提供的技术方案，所述架体为可伸缩的三角支架。
19.第二方面，一种基于待测物成像的激光测高仪的测量方法，包括以下步骤：
20.s100.将所述调节板调整至水平，记作所述调节板的初始位置；
21.s200.所述驱动组件带动所述调节板旋转，直至所述成像组对准待测物最高点，记作所述调节板的第一位置；
22.s300.通过倾角传感器，测量所述调节板由初始位置旋转到第一位置的第一转角a；
23.s400.通过所述测距组件，测量所述调节板处于第一位置时，所述测距组件与所述待测物最高点之间的距离，记为第一距离s1；
24.s500.所述驱动组件带动所述调节板旋转，直至所述成像组对准待测物最低点，记作所述调节板的第二位置；
25.s600.通过所述倾角传感器，测量所述调节板由初始位置旋转到第二位置的第二转角b；
26.s700.通过测距组件，测量所述调节板处于第二位置时，所述测距组件与所述待测物最低点之间的距离，记为第二距离s2；
27.s800.通过公式计算待测物的高度，h＝s1*sina+s2*sinb。
28.本发明的有益效果：本技术公开一种基于待测物成像的激光测高仪，所述激光测高仪以架体为基础，所述架体上设有初始位置为水平的调节板，且所述调节板可沿第一轴线旋转。所述调节板上还设有成像组件，所述架体上驱动组件，所述驱动组件用于驱动所述调节板顺时针旋转直至所述成像组件对准所述待测物最高点，此时调节板的位置为第一位置；所述驱动组件还用于驱动所述调节板逆时针旋转直至所述成像组件对准所述待测物最低点，此时调节板的位置为第二位置。所述调节板上设有倾角传感器和测距组件，所述倾角传感器用于测量所述调节板由初始位置旋转至第一位置的第一转角a，和所述调节板由初
始位置旋转到第二位置的第二转角b；所述测距组件用于测量所述调节板位于所述第一位置时，所述测距组件与所述待测物最高点之间的第一距离s1；所述调节板位于所述第二位置时，所述测量组件与所述待测物最低点之间的第二距离s2。
29.当需测量输电线高度时，首先将调节板调整水平，驱动组件工作带动所述调节板顺时针旋转，直至所述调节板上的成像组件与所述待测物最高点对齐，通过倾角传感器测量顺时针转过的第一转角a，通过测距组件测量此时测距组件与所述输电线之间的距离s1，驱动件再次工作带动所述调节板逆时针旋转，直至所述调节板上的成像组件与所述待测物最低点对齐,通过倾角传感器测量逆时针转过的第二转角b，通过测距组件测量此时测距组件与所述输电线之间的距离s2，通过公式h＝s1*sina+s2*sinb计算输电线高度。
30.本技术通过将待测物高度分成两段，第一段为初始位置的调节板到待测物最低点距离，第二段为初始位置的调节板到最高点距离，通过两端距离之和测量出输电线高度，计算过程简单，提高测量效率；通过调节板的旋转，即可实现不用移动测高仪位置即可测量输电线高度，无需进行多次定位，进一步提高测量效率和准确度。
附图说明
31.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
32.图1是本技术的一种基于待测物成像的激光测高仪的一种实施例示意图；
33.图2是本技术的一种基于待测物成像的激光测高仪的调节板位于初始位置示意图；
34.图3是本技术的一种基于待测物成像的激光测高仪的调节板位于第一位置示意图；
35.图4是本技术的一种基于待测物成像的激光测高仪的调节板位于第二位置示意图；
36.1、架体；2、调节板；3、成像组件；4、测距组件；5、倾角传感器；6、水平仪；7、直线驱动部；8、固定块；80、转轴；9、电机；90、主动轮；10、待测物。
具体实施方式
37.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。
38.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
39.实施例1
40.如图1-4所示，一种基于待测物成像的激光测高仪，包括：如图2所示，架体1，所述架体1上设有初始位置为水平设置的调节板2，且所述调节板2可沿第一轴线旋转；调节装置，所述调节装置包括成像组件3和驱动组件，所述成像组件3安装在所述调节板2上，所述驱动组件安装在所述架体1上，且所述驱动组件输出端与所述调节板2连接，用于驱动所述调节板2顺时针旋转至第一位置或者逆时针旋转至第二位置，如图3所示，所述第一位置即
所述成像组件3对准所述待测物10最高点时，所述调节板2的位置；如图4所示，所述第二位置即所述成像组件3对准待测物10最低点位置时，所述调节板2的位置；倾角传感器5，安装在所述调节板2上，用于测量所述调节板2由初始位置旋转到第一位置的第一转角a，所述调节板2由初始位置旋转到第二位置的第二转角b；测距组件4，安装在所述调节板2上，用于测量所述调节板2位于所述第一位置时，所述测距组件4与所述待测物10最高点之间的第一距离s1；所述调节板2位于所述第二位置时，所述测量组件与所述待测物10最低点之间的第二距离s2。
41.其中，所述架体1为可伸缩的三角支架，所述三角支架提供支撑和升高作用，以适用于洼地等不易于测量的环境中。
42.工作原理：当需测量输电线高度时，首先将调节板2调整水平，驱动组件工作带动所述调节板2顺时针旋转，直至所述调节板2上的成像组件3与所述输电线对齐，通过倾角传感器5测量顺时针转过的第一转角a，通过测距组件4测量此时测距组件4与所述输电线之间的距离s1，驱动件再次工作带动所述调节板2逆时针旋转，直至所述调节板2上的成像组件3与所述电线杆底部对齐,通过倾角传感器5测量逆时针转过的第二转角b，通过测距组件4测量此时测距组件4与所述输电线之间的距离s2，通过公式h＝s1*sina+s2*sinb计算输电线高度。本技术通过将输电线高度分成两段，第一段为初始位置的调节板2到待测物10最低点距离，第二段为初始位置的调节板2到最高点距离，通过两端距离之和测量出输电线高度，计算过程简单，提高测量效率；通过调节板2的旋转，即可实现不用移动测高仪位置即可测量输电线高度，无需进行多次定位，进一步提高测量效率。
43.进一步地，还包括控制装置，其包括：采集模块：所述采集模块配置用于成像组件3电连接，用于接收所述待测物10最高点的第一图像，接收所述待测物10最低点的第二图像；对比模块：所述对比模块与所述采集模块输出端电连接，用于接收第一图像和第二图像；所述对比模块配置用于提取所述第一图像中的所述待测物10实时最高点位置信息，判断所述实时最高点位置信息位于所述第一图像的中心位置时，输出第一指令；提取所述第二图像中的所述待测物10实时最低点位置信息，判断所述实时最低点位置信息位于所述第二图像的中心位置时，输出第二指令；输出模块：所述输出模块与所述对比模块输出端电连接，用于接收所述第一指令和第二指令；所述输出模块接收第一指令后生成用于停止所述驱动组件的第一触发指令；所述输出模块接收第二指令后生产用于停止所述驱动组件的第二触发指令。
44.其中，所述第一图像的中心位置、所述第二图像的中心位置均位于所述成像组件的成像轴线上，所述对比模块在判断第一图像、第二图像与所述成像轴线重合关系时，所述驱动组件驱动所述调节板2一定角度范围内进行至少一次往复转动，且将转动过程中相同角度的成像进行比对，以保证最终确定角度的准确性，避免转动稳定性不足导致角度值误差大的问题。
45.进一步地，所述测距组件4包括激光测距仪，所述激光测距仪可沿第一方向滑动地安装在所述调节板2上，所述第一方向垂直于所述第一轴线方向。
46.其中，所述激光测距仪与所述成像组件3沿第一方向排布，且平行设置。所述测距组件4包括直线驱动部7，用于驱动所述调节板2沿第一方向滑动，且所述直线驱动部7输出端与所述调节板2之间设有位移传感器。
47.工作原理：所述调节板2处于第一位置时，所述直线驱动部7工作，驱动所述激光测距仪第一轴线方向滑动，此时通过位移传感器测出滑动距离，记为l；转动调节板2处于第二位置时，所述直线驱动部7工作，启动所述激光测距仪沿第一轴线方向滑动l距离。一方面，通过设置直线驱动部7驱动所述激光测距仪沿第一轴线方向滑动，有利于避开电线上的障碍物，提高测量灵活性；另一方面，通过设置位移传感器，可以将两次激光测距仪滑动的距离相同，保证计算数据的准确性；
48.具体地，所述所述调节板2上设有滑槽，所述激光测距仪上设有滑动支端，所述滑动支端形状与所述滑槽内壁形状相契合，所述滑动支端可插入所述滑槽内，且沿所述滑槽延伸方向滑动。
49.进一步地，所述架体1上设有固定块8，两组所述固定块8排布在所述调节板2沿第一轴线的两端，且两组所述固定块8之间跨设有可沿第一轴线旋转的转轴80，所述转轴80与所述调节板2固定连接，所述转轴80与所述驱动组件输出端固定连接。
50.其中，驱动组件包括电机9。所述固定块8上设有管穿孔，所述转轴80可穿入所述管穿孔内，且可沿所述第一轴线旋转，所述电机9输出端设有主动轮90，所述主动轮90与所述转轴80之间通过履带传动连接。
51.工作原理：电机9工作，带动所述主动轮90旋转，通过履带进而带动从转轴80绕第一轴线旋转，进而带动所述调节板2旋转。
52.进一步地，所述调节板2上设有水平仪6，用于所述调节板2处于初始位置时，保持水平。
53.实施例2
54.一种基于待测物成像的激光测高仪的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
55.s100.将所述调节板2调整至水平，记作所述调节板2的初始位置；
56.s200.所述驱动组件带动所述调节板2旋转，直至所述成像组对准待测物10最高点，记作所述调节板2的第一位置；
57.s300.通过倾角传感器5，测量所述调节板2由初始位置旋转到第一位置的第一转角a；
58.s400.通过所述测距组件4，测量所述调节板2处于第一位置时，所述测距组件4与所述待测物10最高点之间的距离，记为第一距离s1；
59.s500.所述驱动组件带动所述调节板2旋转，直至所述成像组对准待测物10最低点，记作所述调节板2的第二位置；
60.s600.通过所述倾角传感器5，测量所述调节板2由初始位置旋转到第二位置的第二转角b；
61.s700.通过测距组件4，测量所述调节板2处于第二位置时，所述测距组件4与所述待测物10最低点之间的距离，记为第二距离s2；
62.s800.通过公式计算待测物10的高度，h＝s1*sina+s2*sinb。
63.以上描述仅为本技术的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本技术中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本技术中公开的(但不限于)具有类似功
能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。