一種光學(xué)標(biāo)定遠(yuǎn)距離測(cè)量裝置和測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及距離測(cè)量領(lǐng)域，具體涉及光學(xué)測(cè)距測(cè)長(zhǎng)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前能遠(yuǎn)距離測(cè)量距離的設(shè)備，主要有激光測(cè)距儀和望遠(yuǎn)鏡測(cè)距儀。前者通過(guò)測(cè)量光往返于測(cè)量設(shè)備和被測(cè)物體的時(shí)間，再應(yīng)用已知的空氣中的光速來(lái)計(jì)算出測(cè)量距離；后者通過(guò)在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)安裝帶刻度的分劃板，并根據(jù)觀察到的常見(jiàn)物體的尺寸和在望遠(yuǎn)鏡內(nèi)的影像占據(jù)的刻度尺寸來(lái)按比例估算距離，同時(shí)也可估算觀察到的其他物體的高度或長(zhǎng)度尺寸。由于激光測(cè)距儀需要接收反射回來(lái)的光，所以被測(cè)物體表面需要與測(cè)量時(shí)發(fā)出的光基本垂直，并且其表面要有一定的反光性能。這就限制了其使用范圍和操作的便捷性。望遠(yuǎn)鏡測(cè)距儀(測(cè)距望遠(yuǎn)鏡)需要估計(jì)一個(gè)目標(biāo)物的尺寸，并做等比例計(jì)算，實(shí)際并不能準(zhǔn)確測(cè)量距離。專(zhuān)利201420808695.1披露一種測(cè)量設(shè)備，其采用兩束固定距離的平行光標(biāo)定測(cè)量物體，并根據(jù)測(cè)量圖像上被測(cè)物體與光點(diǎn)距離的比例計(jì)算被測(cè)物體。采用兩束固定距離的平行光標(biāo)定測(cè)量物體并測(cè)量物體的方法不能測(cè)量被測(cè)物與測(cè)量點(diǎn)的距離，而且當(dāng)被測(cè)物體與測(cè)量方向不垂直時(shí)測(cè)量偏差較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是解決光學(xué)測(cè)距測(cè)長(zhǎng)偏差較大，或?qū)y(cè)距標(biāo)的物具有選擇性的問(wèn)題。
[0004]本發(fā)明提出了一種光學(xué)標(biāo)定遠(yuǎn)距離測(cè)量裝置，包含支撐架與激光發(fā)射器，激光發(fā)射器安裝于支撐架上；所述的激光發(fā)射器為點(diǎn)光源發(fā)射器，所述的激光發(fā)射器包含第一激光發(fā)射器、第二激光發(fā)射器、第三激光發(fā)射器和第四激光發(fā)射器，其中第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線相互平行，第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線呈固定角度，所述固定角度的角平分線與第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合。
[0005]進(jìn)一步的，所述支撐架的架身為長(zhǎng)方體形，支撐架的一端設(shè)有安裝孔，支撐架另一端設(shè)有三個(gè)安裝柱，三個(gè)安裝柱的柱心線處于同一平面，其中第一安裝柱的柱心線與安裝孔相互平行，第二安裝柱與第三安裝柱的柱心線呈固定夾角；所述固定夾角的角平分線與第一安裝柱的柱心線重合。
[0006]進(jìn)一步的，所述的支撐架上還裝有第五激光發(fā)射器與第六激光發(fā)射器，第五激光發(fā)射器與第六激光發(fā)射器發(fā)出的光線所在平面同第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線所在平面相垂直，第五激光發(fā)射器與第六激光發(fā)射器發(fā)出光線所呈角度的角平分線與第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合。
[0007]進(jìn)一步的，所述支撐架在三個(gè)安裝柱的一端還設(shè)有第四安裝柱與第五安裝柱，第四安裝柱與第五安裝柱的柱心線所呈夾角的角平分線與第一安裝柱的柱心線重合，第四安裝柱與第五安裝柱的柱心線所在平面與第二安裝柱與第三安裝柱的柱心線所在平面相垂直。
[0008]進(jìn)一步的，在安裝柱或安裝孔的側(cè)壁上設(shè)置有能調(diào)節(jié)激光發(fā)射器位置的若干組調(diào)節(jié)孔，每一組調(diào)節(jié)孔為兩個(gè)，其中任一組調(diào)節(jié)孔中的一個(gè)調(diào)節(jié)孔位于任一安裝柱或安裝孔側(cè)壁的上端，該組調(diào)節(jié)孔中的另一個(gè)調(diào)節(jié)孔位于該安裝柱或安裝孔側(cè)壁的下端。
[0009]進(jìn)一步的，所述支撐架的架身設(shè)有外部件的連接孔或連接槽。
[0010]本發(fā)明還提出了一種光學(xué)標(biāo)定遠(yuǎn)距離測(cè)距方法，包含以下步驟:將激光發(fā)射器發(fā)射的光線照射到被測(cè)物體上，使第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器在被測(cè)物體上照射光斑的連線與所需測(cè)的線段方向相互平行，再用適當(dāng)放大倍數(shù)并帶有分劃刻度的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)被測(cè)物體以及在物體上由激光照射形成的光斑，或者用適當(dāng)焦距的相機(jī)拍攝被測(cè)物體及其表面上由激光照射形成的光斑，然后通過(guò)望遠(yuǎn)鏡中分劃板上的刻度測(cè)量光斑間距，或直接測(cè)量未經(jīng)編輯變形的照片上的光斑間距；再通過(guò)對(duì)應(yīng)的計(jì)算方法測(cè)算出被測(cè)物體的尺寸以及被測(cè)物體與激光發(fā)射器之間的距離；為清楚的表述計(jì)算方法，定義:第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測(cè)物體上光斑的距離為F ;第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光間距為L(zhǎng) ;第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線所成夾角為2*A，其角平分線與同第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合；第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出光線的垂直面與被測(cè)物體表面的夾角為B ;經(jīng)過(guò)望遠(yuǎn)鏡的分劃板刻度或由未經(jīng)編輯變形照片上直接測(cè)量的:被測(cè)物體尺寸為H、第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為a、第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為b、第四激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器的照射光斑間距為c ;所述的計(jì)算方法如下:
[0011]①當(dāng)?shù)谝患す獍l(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光束與被測(cè)物體基本垂直時(shí)，被測(cè)物體的實(shí)際尺寸為:L * H/ a ;第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器在被測(cè)物體的照射光斑間的實(shí)際尺寸為:L*b/a ;第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測(cè)物體上光斑的距離為F= (L*b/a) *ctgA ;
[0012]②當(dāng)?shù)谝患す獍l(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光束與被測(cè)物體不垂直，而是其垂直面與被測(cè)物體表面有一定夾角B時(shí)，夾角B可以通過(guò)c/b = tgA* (cosB+sinB*tg (A+B)) *(sinB+cosB/tgA)公式計(jì)算得出；被測(cè)物體的實(shí)際尺寸為:(L*H/a)/cosB ;
[0013]第三激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器在被測(cè)物體的照射光斑間的實(shí)際尺寸為:(L*b/a)/cosB ；
[0014]第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測(cè)物體上光斑的距離為F=(L*b/a)*(ctgA+tgB)。
[0015]本發(fā)明的有益效果是:
[0016]⑴不僅能夠測(cè)量被測(cè)物與測(cè)量點(diǎn)之間的距離、同時(shí)還能測(cè)量被測(cè)物的長(zhǎng)度、高度等尺寸以及被測(cè)物體與測(cè)量方向的夾角。
[0017]⑵采用了確定間距的平行光束、以及確定發(fā)射角的發(fā)射光束對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行照射、標(biāo)定，使得測(cè)量結(jié)果更加準(zhǔn)確。
【附圖說(shuō)明】
[0018]附圖1為實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]附圖2為實(shí)施例一的前視圖。
[0020]附圖3為實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖4為實(shí)施例二的前視圖。
[0022]附圖5為平行光線與被測(cè)物體表面垂直情況時(shí)的光路示意圖。
[0023]附圖6為平行光線與被測(cè)物體表面不垂直時(shí)的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合實(shí)施例與附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的闡述。
[0025]實(shí)施例一
[0026]如圖1、圖2所示，一種光學(xué)標(biāo)定遠(yuǎn)距離測(cè)量裝置，包含支撐架3與激光發(fā)射器，激光發(fā)射器安裝于支撐架上；所述支撐架的架身為長(zhǎng)方體形，支撐架的一端設(shè)有安裝孔1，支撐架另一端設(shè)有三個(gè)安裝柱，三個(gè)安裝柱處于同一平面，其中第一安裝柱6與安裝孔1相互平行，第二安裝柱7與第三安裝柱5的柱心線呈固定夾角；所述固定夾角的角平分線與第一安裝柱6的柱心線重合；所述的激光發(fā)射器8為四個(gè)點(diǎn)光源發(fā)射器，激光發(fā)射器8分別對(duì)應(yīng)安裝于所述的安裝孔與安裝柱內(nèi)，其中第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線相互平行，第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線呈固定角度，所述固定角度的角平分線與第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合；在安裝柱或安裝孔的側(cè)壁上設(shè)置有能調(diào)節(jié)激光發(fā)射器位置的調(diào)節(jié)孔4，調(diào)節(jié)孔為兩個(gè)，一個(gè)調(diào)節(jié)孔位于安裝柱或安裝孔側(cè)壁的上端，另一個(gè)調(diào)節(jié)孔位于安裝柱的下端；所述支撐架的架身設(shè)有外部件的連接孔2或連接槽。
[0027]如圖5，圖6所示，一種光學(xué)標(biāo)定遠(yuǎn)距離測(cè)距方法，包含以下步驟:將激光發(fā)射器發(fā)射的光線照射到被測(cè)物體上，使第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器在被測(cè)物體上照射光斑的連線與所需測(cè)的線段方向相互平行，再用適當(dāng)放大倍數(shù)并帶有分劃刻度的望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)被測(cè)物體以及在物體上由激光照射形成的光斑，或者用適當(dāng)焦距的相機(jī)拍攝被測(cè)物體及其表面上由激光照射形成的光斑，然后通過(guò)望遠(yuǎn)鏡中分劃板上的刻度測(cè)量光斑間距，或直接測(cè)量未經(jīng)編輯變形的照片上的光斑間距；再通過(guò)對(duì)應(yīng)的計(jì)算方法測(cè)算出被測(cè)物體的尺寸以及被測(cè)物體與激光發(fā)射器之間的距離；為清楚的表述計(jì)算方法及公式，參照附圖5、附圖6所示:第二激光發(fā)射器與由第二激光發(fā)射器發(fā)出光線照射在被測(cè)物體上光斑距離為F ;第一激光發(fā)射器與第二激光發(fā)射器發(fā)出的激光間距為L(zhǎng) ;第三激光發(fā)射器與第四激光發(fā)射器發(fā)出的光線所成夾角為2*A，其角平分線與同第一激光發(fā)射器或第二激光發(fā)射器發(fā)出的光線重合；第一激光發(fā)