測高測距裝置及測量方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及測量設備技術領域，特別涉及一種測高測距裝置及測量方法。
【背景技術】
[0002] 激光測距儀是一種廣泛使用的儀器，當前激光測距儀的原理是讓激光器發(fā)射一束 脈沖或者連續(xù)的激光輻照到待測目標，經(jīng)過一定時間后，激光束輻照到待測目標并被反射， 然后由測距儀接收，將光速與時間相乘并除以二即可得到測距儀與待測目標的距離，但是， 該種激光測距儀測量反射后的激光能量，光程長，測量距離受到限制；此外，當距離較大時， 采用該種激光測距儀必須使入射激光束與待測目標表面垂直以增強反射光，加大了測量難 度。

【發(fā)明內容】

[0003] 為了解決現(xiàn)有技術的問題，本發(fā)明目的之一是提供一種測高測距裝置，其結構簡 單，便于遠距離的兩個測量點之間的測高測距。
[0004] 本發(fā)明的另一目的在于提供一種測高測距裝置的測量方法。
[0005] 基于上述問題，本發(fā)明提供的技術方案是：
[0006] 測高測距裝置，包括分別置于測量高點和測量低點的激光信號發(fā)生模塊和激光信 號接收模塊；
[0007] 所述激光信號發(fā)生模塊包括第一激光器、第二激光器、第一可調底座、及設置在所 述第一可調底座上的平面反射鏡、第一水平儀、第一角度儀和信號發(fā)送器，所述平面反射鏡 與所述第一、第二激光器相對設置，所述第一、第二激光器發(fā)出的第一、第二激光束之間具 有夾角，所述第一水平儀、第一角度儀與所述信號發(fā)送器信號連接，所述第一可調底座的底 部設有第一可調支撐；
[0008] 所述激光信號接收模塊包括第二可調底座、及設置在所述第二可調底座上的微計 算機、信號接收器、第二水平儀、第二角度儀和用于接收第一、第二激光束反射光束的CCD 相機，所述CCD相機與所述平面反射鏡相對設置，所述CCD相機、信號接收器與所述微計算 機電連接，所述第二可調底座的底部設有第二可調支撐。
[0009] 在其中的一個實施例中，所述第一、第二激光器為氦氖激光器，所述第一、第二激 光器發(fā)出的第一、第二激光束呈直徑為100~500微米的圓柱狀，所述第一、第二激光束的 功率為〇. 5~2暈瓦。
[0010] 在其中的一個實施例中，所述第一激光束中心線到所述平面反射鏡的入射角ai 為16~35度，所述第二激光束中心線到所述平面反射鏡的入射角α2為15~30度，所述 入射角α2比所述入射角a/j、1~5度。
[0011] 在其中的一個實施例中，所述平面反射鏡垂直設置在所述第一可調底座上，所述C⑶相機垂直設置在所述第二可調底座上。
[0012] 在其中的一個實施例中，所述第一可調支撐和所述第二可調支撐分別包括四個可 調支撐腳。
[0013] 基于以上問題，本發(fā)明提供的另一技術方案為：
[0014] 測高測距裝置的測量方法，包括以下步驟：
[0015] (1)將激光信號發(fā)生模塊放置在位置較高的測量點，將激光信號接收模塊放置在 位置較低的測量點，將CCD相機面向平面反射鏡；
[0016] (2)調節(jié)第一可調底座底部的第一可調支撐，通過讀取第一水平儀的數(shù)值，將第一 可調底座調節(jié)至水平；調節(jié)第二可調底座底部的第二可調支撐，通過讀取第二水平儀的數(shù) 值，將第二可調底座調節(jié)至水平；
[0017] (3)開啟第一激光器和第二激光器，第一激光器和第二激光器發(fā)出的第一激光束 和第二激光束同時輻照至平面反射鏡，調節(jié)第一可調支撐使第一可調底座繞Y軸轉動，使 第一激光束和第二激光束反射至CCD相機，通過第一角度儀讀取此時第一可調底座與水平 面的夾角β，信號發(fā)送器將第一可調底座與水平面的角度參數(shù)β發(fā)送至信號接收器，信號 接收器通過數(shù)據(jù)線將角度參數(shù)β發(fā)送至微計算機并顯示，根據(jù)角度參數(shù)β調節(jié)第二可調 支撐使第二可調底座繞Υ軸轉動，使第二角度儀顯示的角度數(shù)值與β-致；
[0018] (4)獲取第一激光束和第二激光束中心線在平面反射鏡上入射點之間的距離s， 第一激光束和第二激光束的反射激光束中心線在CCD相機上接收點之間的距離V，通過 微計算機計算兩個測量點之間的直線距離d、水平距離dx及相對高度h，計算公式為：
[0019]
[0020] dx= d*cos ( α廠β )
[0021] h = d*sin(a「0)
[0022] 式中：
[0023] ai，第一激光束中心線入射到所述平面反射鏡的入射角；
[0024] a2，第二激光束中心線入射到所述平面反射鏡的入射角；
[0025] β，經(jīng)步驟（3)調節(jié)后第一可調底座、第二可調底座與水平面的夾角；
[0026] s，第一激光束和第二激光束中心線在平面反射鏡上入射點之間的距離；
[0027] ^，第一激光束和第二激光束的反射激光束中心線在(XD相機上接收點之間的 距離；
[0028] d，兩個測量點之間的直線距離；
[0029] dx，兩個測量點之間的水平距離；
[0030] h，兩個測量點之間的相對高度。
[0031] 與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的優(yōu)點是：
[0032] 采用本發(fā)明的技術方案，該裝置結構簡單，操作方便，適合遠距離、大高度的兩個 測量點之間的測高測距。
【附圖說明】
[0033] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用 的附圖作簡單地介紹，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技 術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0034] 圖1為本發(fā)明測高測距裝置實施例的結構示意圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明中計算公式中各參數(shù)的示意圖；
[0036] 其中：
[0037] 100、激光信號發(fā)生模塊；101、第一激光器；102、第二激光器；103、激光束；104、第 二激光束；105、平面反射鏡；106、第一水平儀；107、第一角度儀；108、信號發(fā)送器；109、第 一可調底座；110、第一可調支撐；
[0038] 200、激光信號接收模塊；201、CCD相機；202、微計算機；203、數(shù)據(jù)線；204、信號接 收器；205、第二水平儀；206、第二角度儀；207、第二可調底座；208、第二可調支撐；
[0039]ai、第一激光束中心線入射到所述平面反射鏡的入射角；
[0040] α2、第二激光束中心線入射到所述平面反射鏡的入射角；
[0041]β、調節(jié)后第一可調底座與水平面的夾角；
[0042] s、第一激光束和第二激光束中心線在平面反射鏡上入射點之間的距離；
[0043]^、第一激光束和第二激光束的反射激光束中心線在(XD相機上接收點之間的 距離。
【具體實施方式】
[0044] 以下結合具體實施例對上述方案做進一步說明。應理解，這些實施例是用于說明 本發(fā)明而不限于限制本發(fā)明的范圍。實施例中采用的實施條件可以根據(jù)具體廠家的條件做 進一步調整，未注明的實施條件通常為常規(guī)實驗中的條件。
[0045] 參見圖1，為本發(fā)明的結構示意圖，提供一種測高測距裝置，包括分別置于測量高 點和測量低點的激光信號發(fā)生模塊1〇〇和激光信號接收模塊200,其中激光信號發(fā)生模塊 100包括第一激光器101、第二激光器102、第一可調底座109及設置在第一可調底座109上 的平面反射鏡105、第一水平儀106、第一角度儀107和信號發(fā)送器108,平面反射鏡105與 第一激光器101、第二激光器102相對設置，第一激光器101、第二激光器102發(fā)出的第一激 光束103、第二激光束104之間具有夾角，第一水平儀106和第一角度儀107均與信號發(fā)送 器108信號連接，在第一可調底座109的底部設有第一可調支撐110,第一可調支撐110包 括四個可調支撐腳；激光信號接收模塊200包括第二可調底座207、及設置在第二可調底座 207上的微計算機202、信號接收器204、第二水平儀205、第二角度儀206和C⑶相機201， 其中CCD相機201與平面反射鏡105相對設置用于接收第一激光束103、第二激光束104的 反射光束，C⑶相機201、信號接收器204與微計算機202電連接，在第二可調底座207的底 部設有第二可調支撐208,第二可調支撐208包括四個可調支撐腳。
[0046] 本例中，第一激光器101和第二激光器102均為氦氖激光器，第一激光器101、第二 激光器102發(fā)出的第一激光束103、第二激光束104呈直徑為100~500微米的圓柱狀，第 一激光束103和第二激光束104的功率為0. 5~2毫瓦。
[0047] 第一激光束103中心線到平面反射鏡105的入射角a16~