一種光學(xué)標(biāo)定測(cè)距測(cè)長(zhǎng)裝置和測(cè)距測(cè)長(zhǎng)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)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)時(shí)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)定測(cè)距測(cè)長(zhǎng)裝置，包含支撐架、點(diǎn)光源激光發(fā)射器、若干十字線激光發(fā)射器，所述的點(diǎn)光源激光發(fā)射器與十字線激光發(fā)射器均安裝于支撐架上；所述十字線激光發(fā)射器發(fā)射的十字交叉點(diǎn)的光線與點(diǎn)光源激光發(fā)射器發(fā)射的光線相互平行，各個(gè)十字線激光發(fā)射器的出光張角各不相同。
[0005]進(jìn)一步的，所述支撐架的架身為長(zhǎng)方體形，支撐架上平行的安裝有若干安裝柱，各個(gè)安裝柱的柱心線處于同一平面。
[0006]進(jìn)一步的，所述的支撐架背側(cè)還設(shè)有刻度尺，刻度尺的刻度范圍不小于支撐架兩端的安裝柱的柱心線范圍。
[0007]進(jìn)一步的，所述支撐架背側(cè)的刻度尺的零刻度線與支撐架一端的安裝柱的柱心線對(duì)齊。
[0008]進(jìn)一步的，對(duì)應(yīng)各個(gè)安裝柱還設(shè)有若干組調(diào)節(jié)孔，每一組調(diào)節(jié)孔均為兩個(gè)，分別設(shè)于對(duì)應(yīng)安裝柱側(cè)壁的上端與安裝柱側(cè)壁的中部。
[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]進(jìn)一步的，所述各個(gè)安裝柱的下端具有安裝過(guò)孔，所述安裝過(guò)孔在支撐架的架身對(duì)應(yīng)位置設(shè)有大小匹配的螺孔。
[0011]本發(fā)明還提出一種測(cè)距測(cè)長(zhǎng)方法，其步驟如下:
[0012]將激光發(fā)射器發(fā)射的光源照射到被測(cè)物體上，被測(cè)物體上由十字線激光發(fā)射器照射的十字光斑的橫線須與被測(cè)線段相互平行，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)物體及其表面上標(biāo)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，定義:十字線激光發(fā)射器發(fā)射端到其在被測(cè)物體上照射的十字線交點(diǎn)的光斑距離為F ;所選擇測(cè)量的點(diǎn)光源激光發(fā)射器發(fā)出的光線與測(cè)量的十字線激光發(fā)射器發(fā)出的十字線交點(diǎn)間距為L(zhǎng) ;十字線激光發(fā)射器的出光張角為2*A ;測(cè)量的十字線交點(diǎn)光線與點(diǎn)光源激光發(fā)射器發(fā)出光線的垂直面與被測(cè)物體表面的所成夾角為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、十字線交點(diǎn)與點(diǎn)光源的照射光斑間距為a、十字線左端十字線交點(diǎn)光斑的間距為b ;十字線右端到十字線交點(diǎn)光斑的間距為c ;所述的計(jì)算方法如下:
[0013]①當(dāng)所選擇測(cè)量的點(diǎn)光源激光發(fā)射器或十字線激光發(fā)射器發(fā)出的十字交點(diǎn)光束與被測(cè)物體表面基本垂直時(shí):
[0014]被測(cè)物體的實(shí)際尺寸為:L*H/a ；
[0015]十字線左端到十字線交點(diǎn)光斑的被測(cè)物實(shí)際尺寸為:L*b/a ；
[0016]十字線激光發(fā)射器發(fā)射端到其在被測(cè)物體上照射的十字線交點(diǎn)的光斑實(shí)際距離為 F = (L*b/a)*ctgA ；
[0017]②當(dāng)所選擇測(cè)量的點(diǎn)光源激光發(fā)射器或十字線激光發(fā)射器發(fā)出的十字交點(diǎn)光束與被測(cè)物體表面不垂直，而是其垂直面與被測(cè)物體表面有一定夾角B時(shí):
[0018]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
[0019]測(cè)物體的實(shí)際尺寸為:(L*H/a) /cosB ；
[0020]十字線左端到十字線交點(diǎn)光斑的被測(cè)物實(shí)際尺寸為:(L*b/a) /cosB ；
[0021]十字線激光發(fā)射器發(fā)射端到其在被測(cè)物體上照射的十字線交點(diǎn)的光斑實(shí)際距離為 F = (L*b/a)*(ctgA+tgB)。
[0022]本發(fā)明的有益效果是:
[0023]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。
[0024]⑵采用了確定間距的光束、以及確定發(fā)射張角的發(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。
[0025]⑶支撐架上具有刻度尺，對(duì)于讀取平行光點(diǎn)之間的實(shí)際間距非常方便。
[0026]⑷支撐架與安裝柱匹配上設(shè)置的固定螺孔便于拆卸、更換及對(duì)激光頭的維護(hù)。
【附圖說(shuō)明】
[0027]附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]附圖2為本發(fā)明的后視圖。
[0029]附圖3為本發(fā)明的前視局部放大圖。
[0030]附圖4為本發(fā)明的底視圖。
[0031]附圖5為十字交點(diǎn)及點(diǎn)光源的平行光線與被測(cè)物體表面垂直情況時(shí)的光路示意圖。
[0032]附圖6為十字交點(diǎn)及點(diǎn)光源的平行光線與被測(cè)物體表面不垂直時(shí)的光路示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]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。
[0034]如圖1、圖2、圖3、圖4所示，一種光學(xué)標(biāo)定測(cè)距測(cè)長(zhǎng)裝置，包含支撐架，支撐架的架身100為長(zhǎng)方體形，支撐架上平行的安裝有若干安裝柱，各個(gè)安裝柱的柱心線處于同一平面，所述的安裝柱依次為第一安裝柱200、第二安裝柱300、第三安裝柱400和第四安裝柱500 ;圖中，第一安裝柱200中裝有點(diǎn)光源激光發(fā)射器600，第二安裝柱300、第三安裝柱400、第四安裝柱500中均裝有十字線激光發(fā)射器，各個(gè)十字線激光發(fā)射器的出光張角各不相同；所述十字線激光發(fā)射器發(fā)射的十字交叉點(diǎn)的光線與點(diǎn)光源激光發(fā)射器發(fā)射的光線相互平行；在第一安裝柱200至第四安裝柱500的柱心線之間，于支撐架背側(cè)還設(shè)有刻度尺1000，刻度尺1000的零刻度線與第四安裝柱500的柱心線對(duì)齊；對(duì)應(yīng)各個(gè)安裝柱還設(shè)有若干組調(diào)節(jié)孔900，每一組調(diào)節(jié)孔均為兩個(gè)，分別設(shè)于對(duì)應(yīng)安裝柱側(cè)壁的上端與安裝柱側(cè)壁的中部，在調(diào)節(jié)孔可連接調(diào)節(jié)螺栓，以固定激光發(fā)射器且能夠?qū)す獍l(fā)射器的位置進(jìn)行調(diào)整，防止其傾斜；所述各個(gè)安裝柱的下端具有安裝過(guò)孔800，所述安裝過(guò)孔在支撐架的架身對(duì)應(yīng)位置設(shè)有大小匹配的螺孔1100，通過(guò)安裝過(guò)孔800與螺孔1100可以用匹配螺釘將安裝柱固定于支撐架的架身上；支撐架的架身還設(shè)有外部件的連接孔700，通過(guò)連接孔可以安裝相機(jī)或其它照片成像的設(shè)備。
[0035]如圖5、圖6所示，一種測(cè)距測(cè)長(zhǎng)的方法，步驟如下:將激光發(fā)射器發(fā)射的光源照射到被測(cè)物體上，被測(cè)物體上由十字線激光發(fā)射器照射的十字光斑的橫線須與被測(cè)線段相互平行，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)物體及其表面上標(biāo)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