一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種光學對中測量方法，特別是一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測 量方法。
【背景技術】
[0002] 對中測量是使測量物體中心和被測物體中心在同一條鉛垂線上，是測量工作的一 種基本操作方法，目前主要有垂球對中法和光學對中器對中法。垂球對中法是以垂球線作 為儀器豎軸的延伸，利用垂球線在地心引力作用下的鉛垂性進行測量。采用腳螺絲調平儀 器時對垂球尖的位置不產生影響，故不存在所謂的"安平破壞對中"現象。垂球對中法常要 受到風力、架面傾斜等多種因素的影響，對中精度低。
【發明內容】
[0003] 本發明目的在于提供一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法，解決以往垂球 對中方法的對中精度和可靠性不高的問題。
[0004] 一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法，其具體步驟為： 第一步搭建光學對中裝置 光學對中裝置包括：對中測量及無線發送單元、對中顯示單元、LED燈和無線接收及顯 示單元。其中，對中測量及無線發送單元包括：C⑶驅動模塊、線陣(XD、A/D轉換芯片、CPLD 芯片和數據接收與發送模塊；對中顯示單元包括：校零模塊、信號發送變換模塊、單片機、 數據接收接口芯片、信號接收變換模塊和顯示器A;無線接收及顯示單元包括：CPU、電源、 顯示器B和無線數據接收模塊。
[0005] 對中測量及無線發送單元的輸出端與無線接收及顯示單元的輸入端連接，LED燈 的輸出端與對中測量及無線發送單元的輸入端連接，對中測量及無線發送單元和對中顯示 單元雙向連接。
[0006] 對中測量及無線發送單元中，C⑶驅動模塊的輸出端與線陣(XD的輸入端連接，線 陣CCD的輸出端與A/D轉換芯片的輸入端連接，A/D轉換芯片的輸出端與CPLD芯片的輸入 端連接，CPLD芯片的輸出端分別與CCD驅動模塊和數據接收與發送模塊的輸入端連接。
[0007] 對中顯示單元中，校零模塊的輸出端、數據接收接口芯片的輸出端、信號接收變換 模塊的輸出端均與單片機的輸入端連接，單片機的輸出端分別與信號發送變換模塊的輸出 端和顯示器的輸出端連接。
[0008] 無線接收及顯示單元中，CPU的輸出端與顯示器的輸入端連接，電源的輸出端和無 線數據接收模塊的輸出端均與CPU的輸入端連接。
[0009] 第二步對中測量及無線發送單元提供測量數據解析結果，并通過數據接收與發 送模塊發送對中數據信息 LED燈為對中測量及無線發送單元提供N型目標。對中測量及無線發送單元實現N型 目標成像，并測量解算得到N型目標的兩個豎邊距中心斜邊的偏移量。測量解算是通過光 學成像鏡頭使N型目標成像到線陣CCD上。線陣CCD的像面垂直于N型目標。根據對應的C⑶像元之間的距離和N型目標兩個豎邊的中心距離得到物象放大比例：
(1) 式中，S's為物象放大比例；巧、J喊〇 分別為信號中心對應的CCD像元值;g d為N型 目標兩個豎邊的中心距離。
[0010] 根據信號中心所對應的CCD像元值，零位坐標對應的像元值，以及物象放大比例 系數，得到靶面中點相對光學接收鏡頭光軸X方向的坐標：
(2) 式中，為零位坐標對應的像元值。
[0011] 根據N型目標豎邊和斜邊的夾角信號中心所對應的(XD像元值，以及物象放 大比例系數，得到靶面中點相對鏡頭光軸Y方向的坐標：
(3) 式中，1?，::::?為信號中心對應的C⑶像元值;(I海誠為N型目標豎邊和斜邊的夾角。
[0012] 第三步對中顯示單元提供光學對中信號的人機界面顯示 對中顯示單元完成對中位置LED點陣及數碼管顯示和校零。
[0013] 對中顯示單元通過與對中測量裝置間的數據通信將采集到的位置信息接收回對 中顯示單元內的單片機進行比較處理，完成后輸出至顯示器A進行顯示。對中顯示單元的 校零功能保證了光學對中裝置在出現故障時快速更換任意單元并與初始零位狀態坐標保 持一致。
[0014] 第五步無線接收及顯示單元進行遠程顯示 無線接收及顯示單元進行對中位置信息的無線接收和LED點陣顯示。
[0015] 無線接收模塊對接收到的數字量信號進行顯示轉換，將轉換后的顯示命令發送至 顯示器B進行顯示。
[0016] 本方法避免了許多垂球對中無法解決的問題，而且對中的精度較高，觀測速度較 快，在要求精確測量的使用環境中，均可采用光學對中測量。本方法適用于各類軍民用特種 工程車輛，通過采用光學對中測量法能夠高效快速的為大型儀器、設備的快速轉移、運輸等 工作提供有利保障。
【附圖說明】
[0017] 圖1 一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法所述光學對中裝置示意圖； 圖2 -種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法所述光學對中裝置的對中測量及無 線發送單元示意圖； 圖3 -種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法所述光學對中裝置的對中顯示單元 示意圖； 圖4 一種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法所述光學對中裝置的無線接收及顯 示單元示意圖； 圖5 -種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法所述的N型目標示意圖。
[0018] 1.對中測量及無線發送單元 2.對中顯示單元 3.無線接收及顯示單元 4.LED燈11.C⑶驅動模塊12.線陣(XD13.A/D轉換芯片14.CPLD芯片15.數據接 收與發送模塊21.校零模塊22.信號發送變換模塊23.單片機 24.數據接收接口 芯片25.信號接收變換模塊26.顯示器A31.CPU32.顯示器B33.無線數據接收 模塊34.電源。
【具體實施方式】
[0019] -種基于剛柔轉換平臺的光學對中測量方法，其具體步驟為： 第一步搭建光學對中裝置 光學對中裝置包括：對中測量及無線發送單元1、對中顯示單元2、LED燈4和無線接收 及顯示單元3。其中，對中測量及無線發送單元1包括：C⑶驅動模塊11、線陣(XD12、A/D轉 換芯片13、CPLD芯片14和數據接收與發送模塊15 ;對中顯示單元2包括：校零模塊21、信 號發送變換模塊22、單片機23、數據接收接口芯片24、信號接收變換模塊25和顯示器A26 ; 無線接收及顯示單元3包括：CPU31、電源34、顯示器B32和無線數據接收模塊33。
[0020] 對中測量及無線發送單元1的輸出端與無線接收及顯示單元3的輸入端連接，LED 燈4的輸出端與對中測量及無線發送單元1的輸入端連接，對中測量及無線發送單元1和 對中顯示單元2雙向連接。
[0021] 對中測量及無線發送單元1中，C⑶驅動模塊11的輸出端與線陣(XD12的輸入端 連接，線陣CCD12的輸出端與A/D轉換芯片13的輸入端連接，A/D轉換芯片13的輸出端與 CPLD芯片14的輸入端連接，CPLD芯片14的輸出端分別與C⑶驅動模塊11和數據接收與 發送模塊15的輸入端連接。
[0022] 對中顯示單元2中，校零模塊21的輸出端、數據接收接口芯片24的輸出端、信號 接收變換模塊25的輸出端均