一種光源間距可調的測量裝置和測量方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及光學測量領域，具體涉及光學測距測長領域。
【背景技術】
[0002]目前能遠距離測量距離的設備，主要有激光測距儀和望遠鏡測距儀。前者通過測量光往返于測量設備和被測物體的時間，再應用已知的空氣中的光速來計算出測量距離；后者通過在望遠鏡內安裝帶刻度的分劃板，并根據觀察到的常見物體的尺寸和在望遠鏡內的影像占據的刻度尺寸來按比例估算距離，同時也可估算觀察到的其他物體的高度或長度尺寸。由于激光測距儀需要接收反射回來的光，所以被測物體表面需要與測量時發出的光基本垂直，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。望遠鏡測距儀(測距望遠鏡)需要估計一個目標物的尺寸，并做等比例計算，實際并不能準確測量距離。專利201420808695.1披露一種測量設備，其采用兩束固定距離的平行光標定測量物體，并根據測量圖像上被測物體與光點距離的比例計算被測物體。采用兩束固定距離的平行光標定測量物體并測量物體的方法不能測量被測物與測量點的距離，而且當被測物體與測量方向不垂直時測量偏差較大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是解決光學測距偏差較大，或對測距標的物具有選擇性的問題。
[0004]本發明提出了一種光源間距可調的測量裝置，包含支撐架與激光發射器，激光發射器安裝于支撐架上;所述的激光發射器包含點光源發射器與十字線激光發射器，所述的十字線激光發射器發出的十字交點的光線與點光源激光發射器相互平行;所述支撐架的架身為長方體形，支撐架上設有導軌、滑塊與墊塊;所述的導軌固定在支撐架的架身上，所述的滑塊與導軌匹配，可沿導軌滑動;支撐架上還設有安裝柱，所述的安裝柱包含第一安裝柱與第二安裝柱;所述的第一安裝柱固定在滑塊上;所述的第二安裝柱固定在墊塊上;第一安裝柱與第二安裝柱的柱心線相互平行。
[0005]進一步的，所述的第一安裝柱與第二安裝柱還設有兩組調節孔，每組調節孔均為兩個，分別設于對應安裝柱側壁的中部與安裝柱側壁的外端。
[0006]進一步的，所述支撐架的架身設有外部件的連接孔或連接槽。
[0007]進一步的，所述的支撐架背側還設有刻度尺。
[0008]進一步的，所述支撐架背側刻度尺的零刻度線與安裝于墊塊上的安裝柱的柱心線對齊。
[0009]進一步的，導軌與墊塊之間的距離小于滑塊的寬度尺寸。
[0010]本發明還提出了一種測量方法，包含如下步驟:將激光發射器發射的光源照射到被測物體上，被測物體上由十字線激光發射器照射的十字光斑的橫線須與被測線段相互平行，再用適當放大倍數并帶有分劃刻度的望遠鏡觀測被測物體以及在物體上由激光照射形成的光斑，或者用適當焦距的相機拍攝被測物體及其表面上標由激光照射形成的光斑，然后通過望遠鏡中分劃板上的刻度測量光斑間距，或直接測量未經編輯變形的照片上的光斑間距;再通過對應的計算方法測算出被測物體的尺寸以及被測物體與激光發射器之間的距離;為清楚的表述計算方法及公式，定義:十字線激光發射器發射端到其在被測物體上照射的十字線交點的光斑距離為F;所選擇測量的點光源激光發射器發出的光線與測量的十字線激光發射器發出的十字線交點間距為L;十字線激光發射器的出光張角為2*A;測量的十字線交點光線與點光源激光發射器發出光線的垂直面與被測物體表面的所成夾角為B;經過望遠鏡的分劃板刻度或由未經編輯變形照片上直接測量的:被測物體尺寸為H、十字線交點與點光源的照射光斑間距為a、十字線左端十字線交點光斑的間距為b;十字線右端到十字線交點光斑的間距為c;所述的計算方法如下:
[0011]①當所選擇測量的點光源激光發射器或十字線激光發射器發出的十字交點光束與被測物體表面基本垂直時:
[0012]被測物體的實際尺寸為:L*H/a;
[0013]十字線左端到十字線交點光斑的被測物實際尺寸為:L*b/a;
[0014]十字線激光發射器發射端到其在被測物體上照射的十字線交點的光斑實際距離為 F= (L*b/a)*ctgA;
[0015]②當所選擇測量的點光源激光發射器或十字線激光發射器發出的十字交點光束與被測物體表面不垂直，而是其垂直面與被測物體表面有一定夾角B時:
[0016]夾角B可以通過c/b= tgA*(cosB+sinB*tg(A+B) )*( sinB+cosB/tgA)公式計算得出;被測物體的實際尺寸為:(L*H/a)/COsB;
[0017]十字線左端到十字線交點光斑的被測物實際尺寸為:(L*b/a)/cosB;
[0018]十字線激光發射器發射端到其在被測物體上照射的十字線交點的光斑實際距離為F = (L*b/a)*(ctgA+tgB)。
[0019]本發明的有益效果是:
[0020]⑴不僅能夠測量被測物與測量點之間的距離、同時還能測量被測物的長度、高度等尺寸以及被測物體與測量方向的夾角。
[0021]⑵可以通過滑塊調整點光源激光發射器與十字線激光發射器之間的間距，能適應不同的被測物體的尺寸，并提高測量精度。
[0022]⑶支撐架上具有刻度尺，對于讀取平行光點之間的實際間距非常方便。
[0023]⑷采用了確定間距的平行光束、以及確定發射角的發射光束對被測物體進行照射、標定，使得測量結果更加準確。
【附圖說明】
[0024]附圖1為本發明的結構示意圖。
[0025]附圖2為本發明的后視局部圖。
[0026]附圖3為本發明的底視圖。
[0027]附圖4為平行光線與被測物體表面垂直情況時的光路示意圖。
[0028]附圖5平行光線與被測物體表面不垂直時的光路示意圖。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例與附圖對本發明做進一步的闡述。
[0030]如圖1、圖2、圖3所示，一種光源間距可調的測量裝置，包含支撐架與激光發射器，激光發射器安裝于支撐架上;所述的激光發射器包含點光源發射器與十字線激光發射器；所述支撐架的架身100為長方體形，支撐架上設有導軌200、滑塊300與墊塊400，導軌200與墊塊400之間的距離小于滑塊300的寬度尺寸，以防止滑塊由靠墊塊一側滑出導軌;所述的滑塊300與導軌200匹配，可沿導軌滑動;所述的導軌300通過螺釘固定在支撐架的架身100上;支撐架上還設有安裝柱，所述的安裝柱包含第一安裝柱500、第二安裝柱600;所述的第一安裝柱500固定在滑塊300上，點光源激光發射器安裝在第一安裝柱500中；所述的第二安裝柱600固定在墊塊400上，第一安裝柱500與第二安裝柱600的柱心線相互平行；十字線激光發射器安裝在第二安裝柱中，十字線激光發射器發射的十字交點光線與點光源激光發射器發出的光線相互平行;所述的第一安裝柱與第二安裝柱還設有兩組調節孔800，每一組調節孔均為兩個，分別設于對應安裝柱側壁的中部與安裝柱側壁的外端，在調節孔可連接調節螺栓，以固定激光發射器且能夠對激光發射器的位置進行調整，防止其傾斜;所述各個安裝柱設有安裝過孔700，所述安裝過孔在滑塊及墊塊的對應位置設有大小匹配的螺孔，通過安裝過孔700與螺孔可以用匹配螺釘將安裝柱固定于支撐架的架身上;支撐架的架身還設有外部件的連接孔900，通過連接孔可以安裝相機或其它照片成像的設備;在支撐架背側還設有刻度尺1000，刻度尺1000的零刻度線與安裝柱600的柱心線對齊。
[0031]如圖4、圖5所示，本發明還提出了一種測量方法，包含如下步驟:將激光發射器發射的光源照射到被測物體上，被測物體上由十字線激光發射器照射的十字光斑的橫線須與被測線段相互平行，再用適當放大倍數并帶有分劃刻度的望遠鏡