測距設備和系統的制作方法

相關申請的交叉引用

本申請要求2014年10月17日提交的澳大利亞臨時專利申請號2014904166的優先權，所述申請的內容以引用的方式并入本文。

本公開涉及用于確定設備與對象的距離的測距設備。本公開還涉及用于確定與對象的距離的測距系統。

背景技術：

確定從觀察位置到環境中的一個或多個對象的距離信息對于許多應用來說是重要的。例如，距離信息可由測量員用作確定環境中的對象的位置的一個量度。距離信息結合其他信息(諸如對象相對于觀察位置的取向和觀察位置的位置信息)可用來構建具有地形信息的地圖，或者展示對象位置和/或環境中的對象輪廓的其他形式的表示。

在已知形式中，測距設備設置在觀察位置處，并且所述設備包括用于朝向對象傳輸激光束的激光發射器。光束反射離開對象并且測距設備的傳感器檢測到光的反射。測量出光從激光發射器行進到對象并且從對象行進到傳感器的飛行時間。此飛行時間結合光速用來確定觀察位置處的測距設備與對象之間的距離。

其他形式的測距設備包括在多個取向上確定與觀察位置的多個距離的三維掃描儀。在一種形式中，所述測距設備包括轉向來在相應取向上進行多次測量的激光測距儀。測量結果可以用來提供對象的輪廓信息或者甚至提供觀察位置周圍的環境。此類信息可用于確定地下礦井中的周圍特征部的大小和形狀。

在整篇本說明書中，用詞“包括(comprise)”或變型(諸如“comprises”或“comprising”)應理解為暗示包括所述要素、整數或步驟、或成組要素、整數或步驟，而非排除任何其他要素、整數或步驟、或成組要素、整數或步驟。

對本說明書中已包括的文件、法令、材料、裝置、物品等的任何討論不應認為是承認任何或所有這些內容形成現有技術基礎的部分或者是本公開相關領域中的一般常識，因為其在本申請的每個權利要求的優先權日期之前已經存在。

技術實現要素：

本公開提供測距系統，其包括：電磁輸出端，其用來提供沿著第一射束路徑的第一電磁輻射束；電磁輸入端，其用來接收第一射束從對象反射的電磁輻射以便于確定測距系統與對象的距離；和外殼，其包括圍繞外殼的中心軸線的側壁，所述側壁可透過由電磁輸出端提供的電磁輻射，其中所述電磁輸出端和所述電磁輸入端設置在外殼內，使得電磁輸入端位于由第一射束在側壁上的鏡面反射限定的第二電磁輻射束的第二射束路徑外部。

由于電磁輸入端位于第二射束路徑外部，第一射束離開側壁的鏡面反射不會到達電磁輸入端。這可防止或減小第一射束的鏡面反射使電磁輸入端炫目或者以其他方式對其進行干擾的效應。

在一個實例中，本公開提供測距系統，其用來通過以下方式避免第一射束從側壁的鏡面反射干擾電磁輸入端：對電磁輸出端進行定位和定向，以使得電磁輻射不會反射離開側壁并且返回朝向電磁輸出端和定位在近側的電磁輸入端。在另一個實例中，這通過以下方式來實現：對電磁輸出端進行定位和定向，以使得第一射束與側壁的入射角不為(也不接近于)零度。

在一種形式的測距系統中，外殼還包括一個或多個特征部，所述一個或多個特征部防止外殼外部的氣體被來自外殼內部的點火觸發器點燃。這些特征(本文稱為防火特征)可見于關于防火和防暴外殼的識別標準中，所述識別標準諸如iec60079-0ed.6.0b:2011和iec60079-1ed.7.0b:2014。關于防火和防暴外殼的其他標準可見于以下標準中：美國標準ansi/ul1203:2006、英國標準bsen60079-1:2007和/或澳大利亞標準as60079.1:2007。在一些實施方案中，這些特征部包括密封元件，所述密封元件結合側壁將外殼內部與外殼外部密封，使得一個或多個密封元件防止外殼外部的氣體被來自外殼內部的點火觸發器點燃。在一個實例中，密封是氣密密封。在替代實施方案中，防火和防暴外殼并未與周圍大氣完全密封，但是可相反地包括零件，所述零件在組裝成時為具有一些間隙的緊密配合件。然而，間隙的構造可被設計來在由于外殼內部著火所產生的火焰可能蔓延到外殼外部的大氣之前使其熄滅。此類構造可包括例如具有大小相對較小的間隙和/或具有曲折路徑(例如，迷宮)的間隙以防止或者降低火焰蔓延的機會。

在替代實施方案中，外殼包括內壁和外壁。外壁優選地作用來提供耐沖擊屏障，優選地以便符合上述標準。內壁優選地作用來承受高壓，優選地以便符合上述標準。(例如，至少100kpa、優選地至少500kpa、并且更優選地至少1000kpa)。內壁和外壁可由相同或不同材料構造而成。在優選的實施方案中，內壁和外壁由玻璃構造而成。在替代實施方案中，一個壁由玻璃產生而另一個壁由塑料產生，例如，外壁可由玻璃構造而成，而內壁可由透明塑料(諸如聚碳酸酯)構造而成。

在又一個實施方案中，外壁包括可剝離透明塑料膜，諸如成功用于競賽汽車擋風玻璃的聚酯膜由madico，inc.，woburn，mass.制造，這是因為所述聚酯膜的產品標注lcl-600-xsr和lcl-800-xsr以及5-7密爾膜由所述公司出售。可剝離膜具有以下優點：當膜被刮擦時能夠替換，由此維持外殼所希望的透明度。

優選地，使用粘合劑層將內壁和外壁層壓或粘合在一起。粘合劑層可包括由塑料聚合物制成的液態樹脂，所述塑料聚合物由丙烯酸基或硅酮基化合物配制而成，所述丙烯酸基或硅酮基化合物可包括光引發劑，所述光引發劑往往會在所施加樹脂暴露于uv光時使所述樹脂非常迅速地固化。一個此類的粘合劑可以是來自epoxiesetc.，deco-coatproductline，21starlineway，cranston，r.i.02921的uv固化7155。在優選的實施方案中，粘合劑包括聚乙烯醇縮丁醛(pvb)。粘合劑層優選地減小外殼的傾向和/或大小以便提供電磁輻射源的多次反射，并且在內壁與外壁之間提供沖擊屏障。

在示例性的實施方案中，外殼包括雙壁玻璃柱，所述雙壁玻璃柱包括使用pvb(聚乙烯醇縮丁醛)或者其他合適的層壓/粘合物質層壓在一起的內玻璃柱和外玻璃柱。

測距系統還可包括：第一支撐元件，其可在外殼內圍繞第一旋轉軸線旋轉，其中電磁輸出端由第一支撐元件支撐，使得第一支撐元件的旋轉使由電磁輸出端提供的第一射束轉向。

在另一種形式中，電磁輸出端從第一旋轉軸線偏移，以使得從電磁輸出端到側壁的第一射束路徑不會與第一旋轉軸線交叉。在另一種形式中，第一旋轉軸線與中心軸線同軸。

測距系統還可包括：第二支撐元件，其用于在電磁輸出端與第一支撐元件之間提供支撐，其中所述第二支撐元件可圍繞第二旋轉軸線旋轉，并且其中所述第二支撐元件的旋轉使由電磁輸出端提供的第一射束轉向。在另一種形式中，第二旋轉軸線垂直于第一旋轉軸線。

在一種形式中，測距系統還包括：控制器模塊，其用于使第一射束轉向到多個取向以便提供周圍環境中的對象的多次距離確定。在又一種形式中，測距系統包括處理器，用于基于所述多次距離確定生成周圍環境的三維表示。

在一種形式的測距系統中，電磁輸出端包括激光發射器，用于提供呈激光形式的第一射束，并且其中所述電磁輸入端包括光傳感器，用于接收從對象反射的激光。

在替代形式中，測距系統包括激光發射器，用于提供呈激光形式的第一射束，其中所述電磁輸出端包括第一反射器，用于將所述第一射束重新引導至第一射束路徑之上。在另一種形式中，測距系統包括光傳感器，用于檢測從對象反射的激光，其中所述電磁輸入端包括第二反射器，用于朝向光傳感器重新引導經反射激光。

在一種形式的測距系統中，第一射束路徑與側壁的表面法線之間的入射角大于5度。入射角優選地不超過40度并且更優選地不超過30度。小于5度的角增大了鏡面反射干擾電磁輸入端的隱患。更大的角可遭致從側壁的反射增加并且結果是測距儀性能降低。

在一種形式的測距系統中，第一射束路徑與側壁的表面法線之間的入射角小于與側壁的臨界角。

在一種形式的測距系統的中，側壁是圓柱形側壁。側壁的幾何結構將由以下功能需求規定：電磁輸出端和電磁輸入端設置在外殼內，使得電磁輸入端位于第一射束在側壁上的鏡面反射所限定的第二電磁輻射束的第二射束路徑外部。

在一種形式的測距系統中，系統還包括控制器，用于使第一射束朝向反射器轉向；確定指示反射離開反射器并且由光傳感器接收的光的強度的強度值；以及基于所述強度值確定煤塵粒子所污染的水平。

本公開還提供用于防火外殼內的測距設備，所述防火外殼包括圍繞外殼的中心軸線的側壁，所述測距設備包括：電磁輸出端，其用于提供沿著第一射束路徑的通過圓柱形側壁的第一電磁輻射束；電磁輸入端，其用于接收從對象反射的第一射束以便于確定測距設備與對象的距離；第一支撐元件，其可圍繞第一旋轉軸線旋轉，其中所述電磁輸出端由第一支撐元件支撐并且第一支撐元件的旋轉使第一射束轉向，并且其中所述電磁輸出端被安裝成從第一旋轉軸線偏移，以使得從電磁輸出端到圓柱形側壁的第一射束路徑的軸線不會與第一旋轉軸線交叉，使得當測距設備位于外殼內、同時第一旋轉軸線與圓柱形側壁的中心軸線同軸時，電磁輸入端位于由第一射束在圓柱形側壁上的鏡面反射產生的第二射束的第二射束路徑外部。

在一種形式中，測距系統還包括第二支撐元件，用于在電磁輸出端與第一支撐元件之間提供支撐，其中所述第二支撐元件可圍繞第二旋轉軸線旋轉，其中所述第二支撐元件的旋轉使由電磁輸出端提供的第一射束轉向，其中第二旋轉軸線垂直于第一旋轉軸線。

本公開還提供以下方法：使用上述測距系統或者測距設備確定封閉環境內的對象的距離。在一個實例中，所述方法在封閉環境諸如煤礦礦井中執行。

本公開還提供繪制一個或多個對象的表面的方法，其中所述方法包括使用上述測距系統或者測距設備執行與一個或多個對象的多次距離確定。

本公開還提供使用上述測距系統或者測距設備來執行與一個或多個對象的多次距離確定。

附圖說明

將參考以下描述本公開的實例：

圖1示出定位來測量周圍環境中的對象的距離的測距系統的簡化圖；

圖2是向對象提供第一電磁輻射束以便于確定與對象的距離的測距系統的透視圖；

圖3是測距系統的電磁輸出端、電磁輸入端、以及第一支撐元件和第二支撐元件的透視圖；

圖4是圖2的測距系統的側視圖，其示出由電磁輸出端提供的第一射束以及由電磁輸入端接收的第一射束的經反射電磁輻射；

圖5是圖4的測距系統的頂視圖；

圖6是圖4的測距系統的簡化頂視圖，其示出在圍繞第一旋轉軸線的三個不同方位角取向上的電磁輸出端，并且示出第一射束的折射實例；

圖7(a)至圖7(c)是圖4的簡化側視圖，其示出在圍繞第二旋轉軸線的三個不同仰角取向上的電磁輸出端，并且示出第一射束的折射效應的實例；

圖8是具有控制器模塊、計算機系統和顯示器的測距系統的原理圖；

圖9(a)至圖9(c)示出呈一種形式的測距系統的第一射束的可能的仰角范圍；

圖10(a)至圖10(d)是測距系統的外殼的替代形式的透視圖；

圖11(a)和圖11(b)是電磁輸入端的透視圖，所述電磁輸入端具有用于使磁輸入端屏蔽不想要的電磁輻射的外罩；

圖12(a)和圖12(b)是包括用于測試測距設備的操作的反射器的測距系統的透視圖；

圖13是測距設備的頂視圖，其示出呈兩種構型的電磁輸出端和電磁輸入端以便于確定與對象上的同一位置的距離；

圖14(a)和圖14(b)是測距設備的替代形式的頂視圖；并且

圖15(a)至圖15(c)是測距系統的外殼的替代形式的頂視圖。

具體實施方式

現將參考圖1和圖2來總體描述測距系統100的實施方案。

圖1是設置在觀察位置3處以便確定相對于環境1的距離信息的測距系統100的簡化視圖。環境1包括位于測距系統100的視線內的對象5、7和9。測距系統100可被轉向到方向a以便確定觀察位置3與第一對象5之間的第一距離15，由此第一對象5相對于觀察位置3位于方向a上。類似地，測距系統100可被轉向以確定在方向b上與第二對象7的第二距離17。還可對一個對象進行多次距離確定，如在方向c上與第三對象9的第三距離18以及在第四方向d上與第三對象9的第四距離19所示。可在多個方向上進行多次距離確定并且結合距離信息來諸如以三維點云提供環境的輪廓信息。在一個示例性應用中，對象9是地下煤礦礦井中的采煤工作面。使用本文所公開的測距儀提供輪廓信息(也就是說繪制采煤工作面的表面)具有以下優點：更少人員進入礦井的未支撐部分并且機械可被更有效地控制。

現在將參考圖2簡要描述測距系統100。測距系統100包括電磁輸出端102，用于提供沿著第一射束路徑106朝向對象112的第一電磁輻射束104。第一射束104從對象反射以便提供經反射電磁輻射110。測距系統100還包括電磁輸入端108，用于從對象112接收第一射束的經反射電磁輻射110以便于確定測距系統100與對象112的距離114。系統100還包括外殼120，所述外殼120具有圍繞中心軸線136的側壁122，所述側壁122可透過由電磁輸出端102提供的電磁輻射。電磁輸出端102和電磁輸入端108設置在外殼120內，使得電磁輸入端108位于由第一射束104在側壁122上的鏡面反射128限定的第二電磁輻射束126的第二射束路徑124外部。此構型有利地避免或者減小第一射束104的鏡面反射128的負面影響，所述負面影響可使電磁輸入端108炫目、提供錯誤讀數、減小電磁輸入端108的有效性或壽命、和/或以其他方式影響測距系統100的距離確定。

測距系統100包括一個或多個密封元件130，所述一個或多個密封元件130結合側壁122將外殼120內部與外殼120外部密封。此構型可有利地防止外殼120外部的氣體被來自外殼內部的點火觸發器點燃。

測距系統100還包括可在外殼120內圍繞第一旋轉軸線134旋轉的第一支撐元件132。電磁輸出端102由第一支撐元件132支撐，使得第一支撐元件132的旋轉使由電磁輸出端102提供的第一射束104轉向。這允許測距系統100使第一射束104轉向以便在多個方向上確定距離。第二支撐元件140設置在電磁輸出端102與第一支撐元件132之間，并且第二支撐元件140可圍繞第二旋轉軸線142旋轉以便提供用于使第一射束104轉向的進一步的自由度。在所示的實施方案中，所述構型避免第一射束的鏡面反射128在第一支撐元件132圍繞第一旋轉軸線134的整個360度旋轉范圍內使輸入端108炫目。

現將詳細地論述測距系統100的部件。

第一支撐元件和第二支撐元件

現將參考圖3至圖5描述第一支撐元件132和第二支撐元件140。第一支撐元件132可旋轉地支撐第二支撐元件140。第二支撐元件140進而可旋轉地支撐電磁輸出端102和電磁輸入端108。

第一支撐元件132可圍繞第一旋轉軸線134旋轉，以便提供用于使電磁輸出端102和電磁輸入端108轉向的方位角方向φ。在一個實施方案中，第一支撐元件132可旋轉完整的360度以便允許測距系統100進行多次距離測量來掃描周圍環境。

第一支撐元件132可操作地聯接到致動器203(如圖8所示)以便使第一支撐元件132連同被支撐的第二支撐元件140、電磁輸出端102和電磁輸入端108旋轉。在一種形式中，致動器是電機，諸如從控制器模塊201接收致動輸入的步進電機。致動器可操作來直接致動第一支撐元件132(諸如直接傳動)，或者間接致動，諸如通過齒輪機構或者皮帶傳動。在一種形式中，齒輪機構或者皮帶傳動提供旋轉速度減小的傳動以便允許第一支撐元件132的移動精度更大。

第二支撐元件140可圍繞第二旋轉軸線142(其不同于第一旋轉軸線134)旋轉以便向被支撐的電磁輸出端102和輸入端108提供進一步的自由度。第二支撐元件140支撐從第一旋轉軸線134偏移的電磁輸出端102，以使得從輸出端102到側壁122的第一射束路徑不會與第一旋轉軸線134交叉。此構型連同同軸的第一旋轉軸線和中心軸線136提供射束路徑106，所述射束路徑106與圓柱形側壁122具有不處于也不接近于零度的入射角。換句話講，射束路徑106并不沿著圓柱形側壁122的表面法線111，如圖5所示。因此，第一射束104在圓柱形側壁122上的鏡面反射128提供具有第二射束路徑124的第二射束126，所述第二射束路徑124遠離電磁輸出端102引導，并且更重要地遠離定位在電磁輸出端102近側的電磁輸入端108引導。

此外，射束路徑106可優選地與圓柱形側壁122具有不處于也不接近于90度的入射角。較大的角可致使電磁輻射發生顯著的鏡面反射，由此減少將由電磁輸入端108接收的電磁輻射110。

在一種形式中，電磁輸出端102由第二支撐元件140支撐，使得由電磁輸出端102提供的第一射束104基本上垂直于第二旋轉軸線142。

在一個實施方案中，第二旋轉軸線142垂直于第一旋轉軸線134。第二支撐元件140提供電磁輸出端102和輸入端108相對于垂直于第一旋轉軸線134的水平面138的仰角θ的調節。第二支撐元件140的移動可通過致動器203(諸如以上所論述的那些)進行。

由于可圍繞不同軸線134、142旋轉，第一支撐元件132和第二支撐元件140允許使第一電磁輻射束104轉向。應了解，在其他實施方案中，第二旋轉軸線142并不需要垂直于第一旋轉軸線134來提供額外的自由度。然而，這些旋轉軸線的垂直布置可有助于輕易控制并計算第一射束104的方向。

電磁輸出端和電磁輸入端

電磁輸出端102和電磁輸入端108可操作來提供飛行時間信息以便允許進行距離確定。在一種形式中，電磁輸出端102和輸入端108基本上共同定位(或者彼此鄰近)，其中輸出端102和輸入端108由第一支撐元件132和第二支撐元件140在相同方向上引導。通常，這涉及使電磁輸出端102和輸入端108朝向對象112引導，盡管可包括一些變型以便考慮到折射、位移、或者其他對齊考慮，這些將在以下詳細地論述。

在一種形式中，電磁輸出端102和輸入端108呈激光測距儀的形式。因此，電磁輸出端102可呈激光發射器的形式，所述激光發射器為第一射束104發射一個或多個激光脈沖。電磁輸入端108可呈對激光敏感的光傳感器的形式。激光發射器的實例可包括激光二極管。激光的波長可包括850nm、905nm、1535nm。在一種形式中，控制激光的功率輸出以便確保激光輸出滿足安全要求，諸如為護眼激光器和/或防止激光變成點火觸發器。在一種形式中，激光以及外殼120中的其他部件(諸如電機、致動器、光傳感器、控制器、無線電通信模塊等)的混合功率小于6w。在一個實施方案中，來自設備的有效輻射功率(9khz至60ghz)優選地不超過10w，更優選地不超過6w，并且甚至更優選地不超過4w。激光優選地具有不超過1w并且更優選地不超過150mw的有效輻射功率。在特定的實施方案中，設備符合iec60079-0:2011的有效輻射功率(9khz至60ghz)(優選地針對i級氣體)(例如，針對煤礦開采環境)。

為了提供距離確定，電磁輸出端102提供行進通過外殼120的側壁122并且朝向對象112的激光脈沖(在第一射束104中)。光反射離開對象122，并且經反射激光110中的至少一些往回朝向測距系統100行進，傳遞通過側壁122以便由電磁輸入端108接收。光脈沖的輸出端102與接收反射輸入之間的飛行時間用來確定距離。對于輸出端102位于輸入端108附近的系統100，距離或者至少距離的近似值可由以下方程確定：

應了解，此方程可改變以便將已知變量和常量考慮在內。例如，第一射束104的行進通過外殼102的激光可以小于光通過空氣的速度的速度行進。變化可包括計算光脈沖行進通過側壁122的時間延遲。在一種形式中，可使用側壁122的平均厚度。在另一種形式中，可使用射束104必須以電磁輸出端102的給定取向行進通過外殼的距離。在另一個實例中，部件中的一個或多個的響應時間可存在延遲。可通過修改方程1或者通過校準系統100而將其考慮在內。

在一種形式中，電磁輸出端102和電磁輸入端108置于殼體(未示出)內部。殼體連同置于其內的電磁輸出端102和電磁輸入端108由第二支撐元件140支撐。因此，當第一支撐元件132和第二支撐元件140旋轉時，殼體(與輸出端102和輸入端108一起)也旋轉。殼體被密封以便減少灰塵污染。在另一個實施方案中，殼體被密封以便減小殼體內部的點火觸發器點燃殼體外部的氣體(或者其他易燃材料)的隱患。這提供除了由密封外殼120提供的密封之外的另一個安全層。在另一種形式中，殼體還可包括過濾器，所述過濾器覆蓋電磁輸入端108從而允許傳輸經反射電磁輻射110的波長，但是吸收或者反射一個或多個其他波長。

外殼

在圖2所示的實施方案中，外殼包括側壁122和呈圓形蓋133形式的密封元件130，所述圓形蓋133被接收在側壁122的頂部部分處。另一個密封元件130(呈基座的形式)(未示出)被提供來與圓柱形側壁122的底部部分對接。

在所示的實施方案中，側壁122是圍繞中心軸線136延伸以便形成圓柱形側壁的彎曲側壁。在此實施方案中，壁圍繞中心軸線136延伸達360度。這有助于測距系統100、具體地安裝在第一支撐元件132上的電磁輸出端102和輸入端108在多個方向上進行掃描。在一個實施方案中，這允許第一支撐元件132圍繞測距系統100旋轉并掃描完整的360度。

在一個實施方案中，第一旋轉軸線134與圓柱形側壁122的中心軸線136同軸。此布置可允許簡化測距系統100的計算和/或校準。具體地，此布置可簡化第一射束104傳遞通過圓柱形側壁122時所述射束的方向變化或位移變化的計算(和/或校準)，因為第一射束104與表面法線111之間的角與方位角方向φ無關。

在替代形式中，側壁122可包括多于一個單曲面或小面，并且可具有其他形狀。圖10(a)至圖10(d)示出外殼120的替代形式。圖10(a)示出具有彎曲側壁122的外殼，也就是說，彎曲側壁至少部分地類似于圓錐的表面。圖10(b)示出類似于六角棱鏡的多面側壁122。圖10(c)示出具有平面側壁122以便形成類似于正四棱錐的外殼的又一個替代外殼120。圖10(d)示出另一個實施方案，其中外殼120包括半球形側壁122。

如以上所指出，密封元件130和圓柱形側壁122的構型將外殼120內部與外殼120外部密封。在一種形式中，密封是防止或者基本上防止氣體在外殼120內部與外部之間傳送的氣密密封。氣密密封防止或者減小外殼120內部的點火觸發器(諸如電火花)蔓延并且致使外殼120外部的氣體點燃的隱患。這在以下情況下是有利的：當測距系統100用于具有易燃燃料(諸如可見于地下礦井中的烴氣(諸如甲烷)、煤塵等)的環境中時。

應了解，在其他實施方案中，由密封元件130與圓柱形側壁122形成的密封可能并不是完美的氣密密封。在一種形式中，密封件130與圓柱形側壁122之間的緊密配合可提供足夠的屏障以防止火焰或者其他點火觸發器從外殼120內部蔓延到外殼120外部。在一個實例中，一個或多個間隙可存在于圓柱形側壁122與密封元件130之間。可替代地，圓柱形側壁122和/或密封元件130可包括一個或多個間隙。在一種形式中，一個或多個間隙和外殼120一般符合構造防火外殼的要求，諸如iec60079-0ed.6.0b:2011和iec60079-1ed.7.0b:2014或者本文所論述的其他標準中的一個或多個。

在所示的實施方案中，密封元件130與圓柱形側壁122可移除地附接。這允許接近外殼120內的零件并且對其進行維修，所述零件諸如電磁輸出端102和電磁輸入端108。在另一個實施方案中，密封元件130可永久地附接到圓柱形側壁122以便維持密封完整性，和/或防止或減小外殼120和其中的部件亂動的可能性。在又一個實施方案中，密封元件130中的一個或多個，諸如圓形蓋133或基座134，可與圓形側壁122一體形成。

在一些實施方案中，密封元件130至少部分地由鋼或工業級塑料形成。密封元件130可由材料形成、或者由材料覆蓋，所述材料不反射或者基本上不反射來自電磁輸出端102的電磁輻射的波長。這會減小來自電磁輸出端102的電磁輻射在外殼120內反射多次(其可由電磁輸入端108接收)的機會和/或強度。

外殼120的側壁122由一種材料制成，所述材料被選擇成是基本上透明的以便允許傳輸來自電磁輸出端102的一定波長的電磁輻射。在一個實例中，所述材料包括可透過由激光發射器產生的一定波長的光的玻璃。在此上下文中，透明的意味著可能存在一定的輻射衰減，但是經傳輸輻射的強度足以允許感測到從對象反射的輻射。

圓柱形側壁122的材料可透過除了電磁輸出端102的波長之外的波長。在一個實施方案中，可能合乎希望的是排除這些其他波長被電磁輸入端108接收。這可包括在圓柱形側壁122上提供涂層，所述涂層反射其他波長以防止外殼120外部的此類電磁輻射進入外殼120中并且被電磁輸入端108接收。可替代地，圓柱形側壁122可配備有用于吸收此類其他波長的涂層。在另一個實施方案中，外殼可由固有地對其他波長中的一個或多個不透明的材料構造而成。在又一個實施方案中，過濾器可設置在外殼外部或者外殼內部以便過濾掉此類其他波長或者減小被電磁輸入端108接收的此類其他波長的強度。

在測距系統100的一個實例中，圓柱形側壁122由具有近似10mm厚度的鋼化玻璃形成。圓柱形側壁122的內徑具有150mm的半徑。此實例包括從第一旋轉軸線134(和中心軸線136)偏移30mm的電磁輸出端102，并且其中電磁輸出端102提供在基本上垂直于第二旋轉軸線142的方向上的第一射束104。這些尺寸提供以遠離表面法線111的角度入射到側壁122上的第一射束104。優選地，側壁122的表面應盡可能光滑和一致以防止或減小射束失真。

參考測距系統的工作波長，側壁優選地具有以下光學特性：

·側壁的內表面具有優選地不超過10％、更優選地不超過5％、并且甚至更優選地不超過2％而又甚至更優選地不超過1％的鏡面反射(以5度的入射角進行測量)；以及

·側壁的透明度(以5度的入射角進行測量)是使得存在工作波長的至少90％傳輸、更優選地95％傳輸、并且甚至更優選地98％傳輸。

低內部反射和高傳輸的組合促成極佳的測距儀性能和可靠性。低內部反射可通過使用抗反射涂層(諸如可購自dsm(netherlands)的claryl^tm)而實現。

控制器模塊、計算機系統和顯示器

圖8示出測距系統100的實施方案，其還包括控制器模塊201，用于向致動器203提供輸入以便于可操作地移動第一支撐元件132和第二支撐元件140來使電磁輸出端102的第一射束104轉向。這允許對周圍環境中的一個或多個對象5、7、9、112進行多次距離確定。控制器模塊201還與電磁輸出端102對接以便控制第一射束104的生成，諸如提供可操作地生成激光脈沖的命令。此外，控制器模塊201與電磁輸入端108對接以便接收來自電磁輸入端108的信息，諸如來自光傳感器的信息。在一種形式中，控制器201包括計時模塊(未示出)，用于基于激光脈沖從電磁輸出端102行進與經反射光110被電磁輸入端108接收的時間的時間差確定飛行時間。在一種形式中，計時模塊包括振蕩式石英并且控制器對生成激光脈沖與接收來自光傳感器的信號之間的振蕩次數進行計數。控制器接著將計數乘以常量以便確定距離。例如，振蕩頻率可以是256mhz，從而產生1.17m的分辨率。

在一種形式中，控制器模塊是由atmel生產的atmega640微控制器。

測距系統100還包括通過通信端口207與控制器模塊201通信的計算機系統205。控制器系統205包括連接到程序存儲器211、數據存儲器213和通信端口207的處理器209。程序存儲器211是非暫態計算機可讀介質，諸如硬盤驅動器、固態硬盤或者cd-rom。

存儲在程序存儲器211上的軟件(也就是可執行程序)致使處理器209執行任務，諸如確定對象5、7、9、112與測距系統100的距離，所述對象5、7、9和112與測距系統100的相對取向，對象的相對位置和/或所述對象5、7、9、112的表面上的一個或多個點的絕對位置。此類信息可基于接收來自控制器模塊201的飛行時間信息以及與電磁輸入端102、轉向射束104和/或對致動器203的控制輸入的取向有關的信息來確定。

額外的任務可包括處理器209引導控制器模塊201在選定區域上執行掃描選定的次數(根據多次距離確定)。這可包括用來操作致動器203和電磁輸出端102的具體指令。

處理器209接著可將對象5、7、9、112與測距系統100的距離和其他信息(諸如測距系統的位置、環境條件、時間和日期、射束脈沖的飛行時間信息以及用于確定電磁輸出端102和輸入端108的取向的信息)存儲在數據存儲區213中。可對數據存儲區213中的信息進行檢索以便于分析或繪制測距系統100周圍的環境。

在另一個實施方案中，處理器可執行基于多次距離確定和距離確定的對應方向生成周圍環境的三維表示的方法。在一種形式中，所述表示存儲在數據存儲區213中。在又一個實施方案中，周圍環境的表示在視覺顯示器216上可視地呈現給用戶。這可包括三維點云。

用來避免鏡面反射干擾第二輸入端的測距系統的操作

現將描述測距系統100的實施方案的操作。測距系統100可操作來對測距系統100周圍的對象進行圍繞中心軸線136完整的360弧度掃描。這通過使第一支撐元件132圍繞第一旋轉軸線134旋轉至選定方位角φ來實現。測距系統100還可操作來通過使第二支撐元件140圍繞第二旋轉軸線142旋轉而以各個仰角θ進行距離確定。這在圖9(a)至圖9(c)所示的實施方案中示出，其示出第一射束104的仰角范圍，包括與水平面138成近似+/-40的仰角。然而，應了解，其他實施方案可包括使仰角從水平面轉向多于或少于40度。

因此，在使用過程中，測距系統100在多個方向上引導射束，所述射束必須在多個相應位置處傳輸通過外殼120。有利地，測距系統100將第一射束104引導至側壁122，以此方式避免第一射束104的鏡面反射128使電磁輸入端108炫目。

參考圖4和圖5，這通過引導來自電磁輸出端102的第一射束104以基本上遠離表面法線111的角入射到側壁122上來實現。因此，第一射束104的鏡面反射128(示出為沿著第二射束路徑124的第二射束126)被引導遠離電磁輸入端108(和定位在近側的電磁輸出端102)。

在圖4和圖5所示的實施方案中，第一射束104與側壁122的入射角總是遠離表面法線111，而不管方位角方向(相對于第一支撐元件132圍繞第一旋轉軸線134的旋轉)或者仰角(相對于第二支撐元件140圍繞第二旋轉軸線142的旋轉)。這通過提供從基本上圓柱形側壁122的共用第一旋轉軸線134和中心軸線136偏移的電磁輸出端102(和對應第一射束路徑106)來實現。

參考以上實施方案，應了解，以接近但不精確地處于表面法線111的角入射到側壁122的第一射束104仍可提供可能會影響電磁輸入端108的鏡面反射。例如，與側壁111具有1度或2度入射角的第一射束104可往回朝向電磁輸出端102和定位在近側的電磁輸入端108反射大量的電磁輻射。因此，在一些實施方案中，合乎希望的是第一射束104與側壁122具有大于5度的入射角。在另一個實施方案中，入射角是至少10度。在又一個實施方案中，入射角是至少12度、或者至少15度、或者至少20度。較大的入射角可有利地減小第二射束126的電磁輻射通過以下方式影響電磁輸入端108：致使第二射束126遠離電磁輸出端102和并置的電磁輸入端108反射。

在一個實施方案中，第一支撐元件132以及測距系統100的其余支撐部件以每秒近似0.25轉數旋轉。第二支撐元件140以及被支撐的電磁輸出端102和電磁輸入端108可以每秒近似40轉數旋轉。支撐元件132、140的連續旋轉允許測距系統100進行多次距離確定。應了解，可使用其他轉速。

在一個實施方案中，第一支撐元件132和第二支撐元件140可圍繞相應軸線旋轉360度或更多。這允許確定對象112上的點與兩種或更多種構型的電磁輸出端112的距離。這允許冗余測量或者立體測量對象的表面或環境的距離。這在圖13中示出，在圖13中第一構型的電磁輸出端3102’提供朝向對象112上的點3112的對應第一射束3104’。經反射電磁輻射(為簡潔起見未示出)接著被電磁輸入端3108’接收。電磁輸出端和輸入端接著可通過移動支撐元件被移動成第二構型。在第二構型中，電磁輸出端3102”提供朝向對象上的相同點3112的對應第一射束3104”。經反射輻射接著被電磁輸入端3102”接收。

上述實例是一種解決方案，并且應了解，在其他實施方案中，不同的構型可用來提供并未以一定角度入射到側壁122上而致使鏡面反射128(為引導朝向電磁輸入端108的第二射束126)的第一射束104。例如，在一個替代方案中，電磁輸出端102是第一反射器(例如，反射鏡或棱鏡)，所述第一反射器重新引導來自激光發射器的激光以便在第一射束路徑106上提供第一射束104。在另一個實施方案中，電磁輸入端108包括將經反射激光110重新引導至一個或多個光傳感器的第二反射器。在此實施方案中，一個或多個第一和第二反射器作用來向激光發射器和/或光傳感器提供偏移以防止第二射束124使光傳感器炫目。以下描述這些替代方案的實例。

傳遞通過側壁的第一射束的折射

如以上所指出，基本上圓柱形側壁122有助于測距系統100的計算和/或校準。圖6示出電磁輸出端在以各個方位角φ’(其為零并且未示出)、φ”和φ”’圍繞第一旋轉軸線134的三個位置1102’、1102”、1102”’中的頂視圖。當第一射束1104’、1104”、1104”’傳遞通過圓柱形側壁122時，與圓柱形側壁122的材料的折射率相比空氣(外殼120內部和外殼120外部)的不同折射率致使第一射束1104’、1104”和1104”’發生折射。這會改變第一射束的路徑，所述改變可包括方向變化和/或致使第一射束的路徑發生位移。在圖6中，這由入射到圓柱形側壁122上的第一射束1104’、1104”和1104”’示出。經傳輸第一射束1104a’、1104a”和1104a”’的路徑如圖6所示被從相應初始射束路徑1106’、1106”和1106”’改變角α。由于第一旋轉軸線134和中心軸線136同軸并且圓柱形側壁122基本上是圓柱形，第一射束1104的路徑、至少垂直于中心軸線134的路徑分量的變化基本上是恒定的。也就是說，第一射束1104a’、1104a”和1104a”’的經傳輸路徑的變化對如圖6所示的圍繞中心軸線136的所有方位角方向φ基本上相同(如角α所示)。

應了解，角α所示的路徑變化并不是唯一的，并且根據材料特性和物理構型，第一射束路徑的變化可包括光束的位移。在又一個替代方案中，經傳輸第一射束1104a’、1104a”和1104a”’可具有與入射光束104’、104”和104”’相比發生位移并且引導朝向不同方向的路徑。應了解，傳遞通過側壁122并且被電磁輸入端108接收的反射輻射110的路徑可使用與針對第一射束1104所描述的原理類似的原理進行計算(和/或校準)。

在此說明書中為簡潔起見，圖6中僅描述射束路徑的分量在垂直于中心軸線136的方向上的變化。現將參考圖7(a)至圖7(c)描述由于電磁輸出端102的相對仰角θ所致的第一射束104的路徑變化。

圖7(a)示出電磁輸出端2102，所述電磁輸出端2102以0度仰角定向，使得第一射束2104’基本上平行于垂直于中心軸線136的平面138。在此取向中，經傳輸第一射束2104b’相對于仰角分量基本上平行于第一射束2104’且與所述第一射束2104’同軸，這是因為仰角分量的折射基本為零。

圖7(b)示出以高于垂直于中心軸線136的平面138的中等仰角θ”定向的電磁輸出端2102”。在此構型中，經傳輸第一射束2104b”具有相對于第一射束2104”改變的路徑，所述改變是因為電磁輸出端的仰角致使第一射束2104”以大于零度的入射角入射到圓柱形側壁122上，從而導致仰角分量中的第一射束發生折射。經傳輸第一射束2104b”與第一射束2104”的偏差被示出為位移β”。然而，應了解，偏差并不限于位移，而且可替代地或者相結合地可以是如上所論述的射束路徑的方向變化。

圖7(c)示出以高于垂直于中心軸線136的平面138的高仰角θ”’定向的電磁輸出端2102”’。在此構型中，經傳輸第一射束2104b”’具有相對于第一射束2104”’發生更大改變的路徑，所述更大改變是因為電磁輸出端的較高仰角致使較大的入射角，從而導致較大的折射以及仰角分量中的第一射束的后續位移。經傳輸第一射束2104b”’與第一射束2104”’的偏差被示出為位移β”’。在此實施方案中，β”’大于β”并且位移β隨仰角θ的增大而增大。

在一種形式中，第一射束的路徑變化的計算(包括α和β)可使用斯涅爾定理(方程2)以及相關折射率進行計算。

其中

θ是根據介質1與2之間的邊界的表面法線測量的光路徑的角，

v是光在相應介質中的速度，并且

n是相應介質的折射率。

在一種形式中，電磁輸出端102的構型被設置來在第一射束入射到圓柱形側壁122上時避免第一射束104發生全內反射。此構型可包括提供第一支撐元件132和第二支撐元件130，使得電磁輸出端102將不會被定向來提供具有高于空氣與側壁或者側壁與空氣、邊界的臨界角的入射角的第一射束104。

變型和替代方案

現將描述測距系統100的其他變型和替代方案的操作。

屏蔽電磁輸入端

圖11(a)和圖11(b)示出具有被外罩312屏蔽的光傳感器310的電磁輸入端108的實施方案。外罩312在一個實施方案中呈形成通道314的中空管的形式。在使用中，外罩312可與電磁輸入端108的其他零件一起移動，以使得通道總體上引導朝向測距系統100正進行測距的對象112。通道允許從對象112反射的電磁輻射110傳遞通過外罩312以便由光傳感器310檢測到。相反地，外罩阻止來自替代方向上的電磁輻射，諸如第二射束316或者第三和后續光束318被光傳感器310直接接收。這可有利地防止多次反射離開側壁122的第二射束316被光傳感器310直接接收。另外，外罩312可使光傳感器310屏蔽可能會影響傳感器310的其他電磁輻射源，諸如燈光(用于照明)、來自太陽的光線、來自經反射電磁輻射的多條路徑的電磁輻射、或者其他測距設備在所述區域中操作的電磁輻射。

在一個實施方案中，外罩312可包括抗反射表面。可包括防光眩擋板320以便屏蔽光傳感器310，如圖11(b)所示。

灰塵污染測試

在使用中，灰塵或者其他污染物可粘附到外殼120，從而可能會減小測距裝置100的性能和有效性。例如，外殼120外部上或者外殼內部上的灰塵可削弱或者以其他方式破壞第一射束104和/或經反射電磁輻射110。這可減小測距裝置的有效距離，或者在最壞的情況下完全妨礙距離確定。

在一些實施方案中，灰塵是易燃灰塵，諸如煤塵或者煤煙。在此類情況下，外殼內部或外部的灰塵水平的增加可反映安全隱患升高。外殼的定期維護檢查可用來確保灰塵水平不會達到可能會不利地影響設備性能或者增強安全隱患的較高水平。

在一個實施方案中，測距裝置100包括用來確定測距裝置100的污染水平和性能的手段。優選地，當污染水平超過預定量時，測距儀觸發警報或者關閉裝置。在一個實施方案中，此預定量對應于具有較高著火隱患水平的污染水平。參考圖12(a)，測距裝置100包括設置在外殼120外部的具有反射表面353的反射器351。反射器351提供具有已知反射率的反射表面353，以便提供測試(或校準)表面。

在一種形式中，污染測試包括測距系統100提供第一射束104，所述第一射束104傳遞通過側壁122并且反射離開反射表面353，并且經反射電磁輻射110傳遞通過側壁122以便由電磁輸入端108接收。已接收電磁輻射110的強度可與從反射表面353反射的最近的經反射電磁輻射110的強度相比較。強度減小可指示性能退化，諸如灰塵污染側壁122的外部、側壁的內部、或者諸如電磁輸出端102和電磁輸入端108上的其他部件。強度減小還可指示反射表面353受到污染。

圖12(b)示出具有外殼120內部的含有反射表面357的反射器355的另一個實施方案。這允許污染測試針對確定外殼120內部、諸如電磁輸出端102和輸入端108上的污染。或者，所述污染測試可用來確定電磁輸出端102和輸入端108的條件。例如，隨著時間的推移和使用，輸出端102的強度或者輸入端108對電磁輻射的靈敏度可能發生退化。

在另一種形式中，將如圖12(a)所示的外殼120外部的污染測試的結果與如圖12(b)所示的外殼120內部的污染測試的結果相比較。比較結果可提供外殼120的側壁122的污染指示，從而平衡或者排除電磁輸出端102和輸入端108的污染和性能減小。

在另一個實例中，測距系統100監測電磁輸入端108的信噪比。信噪比減小可指示測距系統100的一個或多個部件的灰塵污染。這可用作替代方案，或者結合上述污染測試使用。

在一種形式中，程序存儲器211中的程序致使處理器209引導控制器模塊201執行上述污染測試。這可在以下情況下執行：在操作過程中以固定時間間隔執行、在啟動時、在關閉時、或者在已經確定在電磁輸入端108處接收的輻射預期低于對象112和/或對象112的材料的給定距離時。此外，程序響應于測距系統100受到污染的確定可提示操作者維修測距系統100和/或關閉測距系統100。這在污染是火災隱患的情況下可能是重要的。

在一種形式中，控制器201確定電磁輸出端102發送電磁輻射脈沖與電磁輸入端108接收經反射電磁輻射脈沖之間的時間差，而無需確定已接收電磁輻射的強度。換句話講，電磁輸入端108充當用來停止時鐘脈沖的計數的觸發器。這避免對超快模擬-數字(a/d)轉換的需要并且因此減小控制器的成本、復雜性和功率消耗。

為了確定測距儀的污染或者環境中或側壁122上存在顆粒，控制器201可將電磁輸出端102從脈沖模式切換成連續模式并且將連接到電磁輸入端108的控制器端口從觸發模式切換成a/d模式。由于電磁輸出端102是連續的，可使用如由常見微控制器提供的緩慢a/d轉換。

結果(也就是表示已接收電磁輻射的數字值)接著可由處理器209與數據存儲器213上的閾值進行比較。如果結果低于閾值，那么處理器209確定污染高于可接受水平。處理器209接著可激活警告或者激活控制燈光以便向操作者指示過度污染。這種確定污染的過程可周期性地執行。優選地，此過程每10秒執行一次或者圍繞中心軸線136轉動十次之后執行。

在一種形式中，指示從電磁輸出端102到參考反射鏡(諸如反射表面353、357)的方向的電磁輸出端的方位角和仰角的值存儲在數據存儲器213上。處理器209接著可將控制數據發送給控制器模塊201以便致使電磁輸出端102在輸出端102的方位角和仰角等于已存儲值或者處于已存儲值的一定范圍內(諸如1度)時切換成連續輸出。

處理器209還將控制數據發送給控制器模塊201以便致使連接到電磁輸入端108的控制器端口在輸出端102的方位角和仰角等于已存儲值或者處于已存儲值的一定范圍內(諸如1度)時切換成a/d轉換。

以此方式，尚未確定與參考反射鏡353、357的距離，但是相反可在每次輸出端102圍繞軸線134旋轉時測量污染，而無需開始和停止輸出端102的移動(這會減小部件上的機械應力)。

電磁輸出端和輸入端的構型的變型

現將參考圖14(a)描述測距系統4100的變型。在此變型中，電磁輸出端4102包括反射器，例如反射鏡。電磁輸出端4102重新引導來自發射器152的電磁輻射束以便提供第一電磁輻射束104。電磁輸入端4108還包括反射器，所述反射器也可以是反射鏡。電磁輸入端4108重新引導經反射電磁輻射110朝向電磁輻射傳感器154。在此實施方案中，使用一個或多個反射器結合側壁122的幾何結構提供避免使傳感器154炫目的第二射束126的第二射束路徑124。

在另一個變型中，電磁輸入端4108和電磁輸出端4102的反射器由常見反射器形成。

現將參考圖14(b)描述測距系統5100的另一個變型。在此變型中，電磁輸出端5102和電磁輸入端5108可由第二支撐元件5140和第一支撐元件5140旋轉地支撐和轉向。在此變型中，電磁輸出端5102提供以表面法線或者基本上接近于所述表面法線入射到側壁122上的第一射束104。所得鏡面反射128在第二射束路徑124上提供往回引導朝向電磁輸出端5102的第二射束126。盡管如此，在此構型中，電磁輸入端5108位于第二射束路徑124外部以避免或者減小鏡面反射對電磁輸入端5108的效應。

外殼的側壁的變型

現將參考圖15(a)至圖15(c)描述測距系統6100、7100、8100的變型，其具有不同構型的側壁，包括外側壁和內側壁。

參考圖15(a)，測距系統6100具有外殼120，所述外殼120具有圍繞電磁輸出端102和輸入端108的內側壁6122a。外側壁6122b進而圍繞內側壁6122a。在此實施方案中，空白6131限定在外側壁6122b與內側壁6122a之間。

外側壁6122b和內側壁6122a可由不同材料制成。使用不同材料的優點在于材料的不同相應特性可相結合。例如，外側壁6122b可由一種材料制成，所述材料具有高耐沖擊材料以便提供耐沖擊屏障。內側壁6122a可由承受高壓(諸如至少100kpa、或者至少500kpa、或者至少1000kpa)的材料制成。在一個實施方案中，外側壁6122b由玻璃構造而成以便提供耐刮擦性。內側壁6122a可由透明塑料構造而成以便提供耐壓屏障。因此，外側壁6122b和內側壁6122a的組合可被構造來滿足一個或多個用戶需求，所述一個或多個用戶需求可包括符合如本文所論述的工業標準。

在另一個變型中，外側壁6122b和內側壁6122a由具有相同或不同壁厚的相同材料制成。在一個實施方案中，外側壁6122b和內側壁6122a由玻璃構造而成。具有兩個側壁可以是有利的，原因在于外側壁6122b可以是犧牲屏障，所述犧牲屏障可根據需要在不使電磁輸出端102和輸入端108暴露于污染物的情況下進行替換。在現場進行替換時(諸如通常在礦井中遇到的工業環境)，這可以是特別有利的。

外側壁6122b與內側壁6122a之間的空白6131可有利地提供平衡以便減小外側壁6122b上的沖擊效應影響內側壁6122a和其中包含的系統部件。例如，外側壁6122b可吸收致使其發生變形的沖擊。然而，空白6131提供遠離內側壁6122a的間隔，以使得沖擊力不會被直接傳輸至內側壁6122a的表面。

測距系統7100的另一個實施方案由圖15(b)示出，其包括由呈保護膜7122b形式的外側壁圍繞的由剛性材料制成的內側壁7122a。保護膜7122b可以是可剝離透明塑料膜，所述可剝離透明塑料膜可在膜被刮擦、被以其他方式損壞或污染時移除并替換。有利地，保護膜7122b可提供低成本且容易替換的犧牲屏障，以便允許容易維持外殼120的透明度。保護膜7122b可包括類似于用于競賽汽車擋風玻璃上的那些的聚酯膜，諸如由madico，inc.，woburn，mass.制造的那些，其中產品標注lcl-600-xsr和lcl-800-xsr以及5-7密爾膜由所述公司出售。

測距系統8100的又一個實施方案由圖15(c)示出，其包括使用粘合劑層8123層壓或者粘合到外側壁8122b的內側壁8122a。粘合劑層可包括液態樹脂，所述液態樹脂由塑料聚合物制成，所述塑料聚合物由丙烯酸基或硅酮基化合物配制而成。這可以是包括將往往會在所施加樹脂暴露于uv光時使所施加樹脂非常迅速地固化的光引發劑。一個此類的粘合劑可以是來自epoxiesetc.，deco-coatproductline，21starlineway，cranston，r.i.02921的uv固化7155。在一個實例中，粘合劑包括聚乙烯醇縮丁醛(pvb)。粘合劑層優選地減小外殼的傾向和/或大小以便提供電磁輻射源的多次反射，并且在內壁與外壁之間提供沖擊屏障。

在示例性的實施方案中，外殼120包括雙壁玻璃柱，所述雙壁玻璃柱包括使用pvb(聚乙烯醇縮丁醛)8123或者其他合適的層壓/粘合物質層壓在一起的玻璃柱形成的內側壁8122a和外側壁8122b。

外側壁6122b和內側壁6122a可致使多個相應光反射點和光折射點，諸如內側壁6122a、7122a、8122a處的位置6128a、7128a、8128a處以及外側壁6122b、7122b、8122b處的位置6128b、7128b、8128b處。對這些效應的調節可根據如稍早所描述的那些的校準和/或計算進行但同時會考慮多次反射和折射。此外，還應考慮到由粘合劑層8123致使的反射和折射。

其他特征

在一種形式中，測距裝置100的外殼120內部的電氣部件和電子部件(包括激光器、電機和控制器)消耗不超過6w的功率以便減小由于測距系統暖機而著火的隱患。應了解，最大功率消耗水平可根據國家或管轄區的相關標準而改變。

測距系統優選地符合以下標準中的一個或多個(更優選地兩個或更多個)：國際標準iec60079-0、iec60079-1；美國標準ansi/ul1203:2006；英國標準bsen60079-1:2007；和澳大利亞標準as60079.1:2007。在優選的實施方案中，測距系統還符合1級氣體標準(例如，煤礦開采環境)。

本領域技術人員將理解，在不脫離本公開的廣泛總體范圍的情況下，可對上文所述的實施方案進行各種變更和/或修改。因此，本實施方案視為在所有方面是說明性的而不是限制性的。

應用

本發明的測距系統特別適用于具體在暴露于點火源時易于著火或爆炸的環境。在一個實施方案中，測距系統用于確定礦井、具體地煤礦礦井內的對象的距離。煤礦礦井內的大氣環境可包含煤塵、甲烷和氧氣的爆炸和/或可燃混合物。