專利名稱：一種采用光尺測量運動物體的方法
技術領域：
本發明屬激光測量方法技術領域。
背景技術：
眾所周知，激光可以測量物體的距離，小物體可以放到激光3D掃描儀器進行掃描，通過計算機對激光的返回信號采集，用計算機軟件對該信號處
理后，復制出3D圖，gp， Z二F(x，y)的數學函數，目前大的建筑物也可以用激光3D掃描儀對該物體進行復制出3D圖。目前對物體的測量方法難以適應測量大物體表面不規則的運動函數，如大壩表面變形，山體滑坡表面變形，及橋梁等的變形，它們的測量時間相對較長，可能幾個小時， 一天， 一周， 一月進行一次測量，由于它們的測量點很多，普通測量方法難以掌握物體表面不規則的運動函數。
發明內容
本發明正是為了克服現有測量方法難以掌握物體表面不規則的運動函數的不足之處而提供一種能夠掌握物體表面不規則的運動函數，尤其是能夠掌握大型物體表面不規則的運動規律的光尺測量運動物體的方法。本發明是通過如下技術方案來實現的。
本發明由一個電腦(或者電子處理器)和光尺(激光距離傳感器)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準點，光尺放置在被測量物體的另一端，被測量物體作平面運動，在一定的時間范圍內，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點進行不少于一次采樣，得到被測量物體的不同距離，由電腦軟件繪出物體不規則運動的軌跡，，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體的時間運動規律。
當被測量物體由很大的表不規則面組成，而且有很多被測點時，要想找出表面不規則運動函數，本發明采用不少于一臺光尺,每一臺光尺不少于一個測量
點;在每一臺光尺的測量基準點處安裝一個鉸式機械臂，機械臂由電腦控制并可帶動光尺作左右，上下轉動；由電腦將左右，上下轉動角記憶，在一定的時間范 圍內，分別對被測量物體(l)進行重復測量，獲得被測量物體在不同時間的不同 位置，得到被測量物體表面運動不規則的時間運動規律。，
本發明的有益效果是，通過本發明方法獲得的數據，能夠掌握物體表面不規 則的運動函數，尤其是能夠掌握大型物體表面不規則的運動規律的光尺測量運 動物體的方法。對于測量巻揚起重機的提升高度，或者掌握大壩表面變形，山體 滑坡表面變形，及橋梁結構變形等，具有重要的實際意義。
下面結合附圖及實施例進一步闡述本發明內容。
圖1為被測量物體作平面運動示意圖2為測量不規則物體示意圖。
具體實施方式
:如圖l，本發明由一個電腦2和光尺3組成，由電腦控制光尺， 將光尺的固定端作為測量基準點4，光尺放置在被測量物體1的另一端，被測量 物體1作平面運動，在一定的時間范圍內，對被測量物體上選擇的一個或一個 以上被測量點進行不少于一次采樣，得到被測量物體1的不同距離，由電腦軟 件繪出物體不規則運動的軌跡,，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被 測量物體的時間運動規律。
如圖2，當被測量物體1由很大的表不規則面組成，而且有很多被測點時， 要想找出表面不規則運動函數，采用不少于一臺光尺3,每一臺光尺不少于一個 測量點;在每一臺光尺的測量基準點4處安裝一個鉸式機械臂5，機械臂5由電 腦控制并可帶動光尺3作左右，上下轉動；由電腦將左右，上下轉動角記憶，在 一定的時間范圍內，分別對被測量物體(l)進行重復測量，獲得被測量物體在不 同時間的不同位置，得到被測量物體表面運動不規則的時間運動規律如果被測量物體由很大的表面組成，而且有很多被測點，要想找出表面不 規則運動函數，機械臂可以由電腦控制左右，上下轉動，上下轉動角由電腦控 制機械臂的轉動電機將轉動角記憶到電腦中，由光尺對多個被測點進行測量， 得到不同的距離，由于距離與轉動角被確定，電腦軟件可以繪出點A，在整定一 定的時間后對該點再進行測量，得到另一個時間的點A'，這樣大體積的表面運 動函數就可以找出。
光尺抓軌器與激光3D掃描儀器的原理相同，都是利用激光可以測量物體的 距離，但是不同的地方是激光3D掃描儀找出物體的三維空間靜態關系，而光尺 抓軌器找出的是物體運動空間與時間的動態關系，在選擇一個測量基準點后， 確定好被測點，通過計算機對激光被測點的返回信號采集，用計算機軟件對該
信號處理后，找出物體的運動規律(運動時間函數)，如測量物體最簡單的不 規則運動函數直線運動，將光尺抓軌器的測量時間整定在相同時間內，測量
到物體某一點的運動距離yl， y2， y3*......，由此構成Y寸(t)的運動函數。
最簡單的應用是測量巻揚起重機的提升高度。由于巻揚起重機的提升高度是
一個非線性函數，僅僅依靠角編碼計算出高度誤差很大，沒有實際意義，必須
通過光尺抓軌器將運動函數Y二F(t)找出，其中巻揚起重機的轉動角9可以通過 角編碼傳到計算機里得到。通過變換將Y^F(t)函數轉變為Y二F(e)函數固化在 巻揚起重機的控制電腦中，在今后的使用中將得到十分精確的高度。
測量大物體表面不規則的運動函數，如大壩表面變形，山體滑坡表面變形， 及橋梁等的變形，它們的測量時間相對較長，可能幾個小時， 一天， 一周，一 月進行一次測量，由于它們的測量點很多，但是仍然可以采用光尺抓軌器找出 它們的非線性運動函數，我們可以選擇一個或者多個測量基準點進行測量，被 測點可以根據需要確定，選擇n個代表點，由于面是由多個點組成，在被測量點的Y二F(t)的運動函數就可以由計算機得到。在被測點數量變得很多時，可以 夠成一個變化不規則的平面，即不規則的運動函數S二F(t)。同樣，可以采用一 個或者多個光尺抓軌器，對多個平面內不規則的運動函數S二F(t)進行測量。夠 成一個立體內不規則的運動函數V=F(t)。
權利要求
1、一種采用光尺測量運動物體的方法,特征在于，本發明由一個電腦(2)和光尺(3)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準點(4)，光尺放置在被測量物體(1)的另一端，被測量物體(1)作平面運動，在一定的時間范圍內，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點進行不少于一次采樣，得到被測量物體(1)的不同距離，由電腦軟件繪出物體不規則運動的軌跡，，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體的時間運動規律。
2、 根據權利要求1所述的一種采用光尺測量運動物體的方法，其特征在于，當被測量物體(l)由很大的表不規則面組成，而且有很多被測點時，要想找出表面不規則運動函數，采用不少于一臺光尺(3),每一臺光尺不少于一個測量點；在每一臺光尺的測量基準點(4)處安裝一個鉸式機械臂(5)，機械臂(5)由電腦控制并可帶動光尺(3)作左右，上下轉動；由電腦將左右，上下轉動角記憶，在一定的時間范圍內，分別對被測量物體(l)進行重復測量,獲得被測量物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體不規則表面的時間運動規律。
全文摘要
一種采用光尺測量運動物體的方法，本發明由一個電腦(2)和光尺(3)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準點(4)，光尺放置在被測量物體(1)的另一端，被測量物體(1)作平面運動，在一定的時間范圍內，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點進行不少于一次采樣，得到被測量物體(1)的不同距離；通過本發明方法獲得的數據，能夠掌握物體表面不規則的運動函數，尤其是能夠掌握大型物體表面不規則的運動規律的光尺測量運動物體的方法。對于測量卷揚起重機的提升高度，或者掌握大壩表面變形，山體滑坡表面變形，及橋梁結構變形等，具有重要的實際意義。
文檔編號G01B11/00GK101464135SQ20091009401
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月7日 優先權日2009年1月7日
發明者王振宇, 王虹霽 申請人:王振宇;王虹霽