CN109917410A - 一种自动修正姿态误差激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动修正姿态误差激光测距仪，包括外壳、激光模块、控制器、蓝牙模块、显示屏和供电模块，所述激光模块、蓝牙模块、显示屏、控制器和供电模块设置在外壳内，所述蓝牙模块、显示屏、激光模块和供电模块分别与控制器连接，其特征在于：所述激光模块包括第一激光模块和第二激光模块，第一激光模块和第二激光模块设置在外壳上相对的两侧，并分别与控制器连接；控制器上连接有陀螺仪，外壳上设有与控制器连接的功能按键。

Description

一种自动修正姿态误差激光测距仪

技术领域

本发明涉及测量工具领域，具体涉及一种自动修正姿态误差激光测距仪。

背景技术

现有激光测距仪通常设有一个激光发射器和接收器。通过计算收发延迟时间，得出被测空间或物体的长度尺寸。现有激光测距仪与传统尺子相比，在测量长尺寸时，有速度快，自身体积小、重量轻等优点。

但是在实际使用过程中依然存在诸多不足的地方：

其一，因测量者手持倾斜等姿态偏差（主要表现为手持测试仪激光束与被测距离所在直线不重合）所造成测量结果误差问题。

其二，测量仪需要放置在被测距离的一个起始端测量，当被测距离很长时，测量者需要带着设备移动到其中一个端点开始测量，造成使用不便；如果在距离中间某点分别测量该点至两端的距离再相加得出结果，因为无法保证两次测量激光束在同一直线上，从而导致误差增加。

目前市面上也有在测量仪上安装气泡水平仪给测量者作姿态校正参考，但是该方法只能在水平或垂直测量时起一定参考作用以减小误差，对于非水平或垂直的测量场合则无法适用，且对产生误差无法量化。并且现有的测量仪功能也较为单一，仅仅只能用作测距。

发明内容

本发明提供一种能够在测量距离中间任意一点完成长度测量，并且能够自动修正误差和测量角度的自动修正姿态误差激光测距仪。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种自动修正姿态误差激光测距仪，包括外壳、激光模块、控制器、蓝牙模块、显示屏和供电模块，所述激光模块、蓝牙模块、显示屏、控制器和供电模块设置在外壳内，所述蓝牙模块、显示屏、激光模块和供电模块分别与控制器连接，其特征在于：所述激光模块包括第一激光模块和第二激光模块，第一激光模块和第二激光模块设置在外壳上相对的两侧，并分别与控制器连接；

所述控制器上连接有陀螺仪；

所述外壳上设有与控制器连接的功能按键。

进一步的，所述第一激光模块上平行设有第一激光发射器和第一激光接收器。

进一步的，所述第二激光模块上平行设有第二激光发射器和第二激光接收器。

本发明的优点在于：

1. 长距离测量时，测量者只需要在被测线段两端之间任意一点上将测距仪的两端分别对着被测线段的两个端点或端面，即可一次性完成距离测量且进行姿态误差修正，避免测量人员来回走动；

2. 测量水平或垂直尺寸时，即使测量者手持设备未处于水平或垂直状态，亦可得出正确测量结果；即便测距仪激光束与被测线段所在直线不重合，也可以自动修正姿态误差所导致的测量误差；

3. 可实现物体角度或面的倾斜度测量和记录；

4. 能够进行面积计算和三角函数计算。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为测距的原理图；

图3为测距仪原理示意图；

附图标记所对应的名称为：1、第一激光模块，101、第一激光发射器，102、第一激光接收器，2、第二激光模块，201、第二激光发射器，202、第二激光接收器，3、显示屏，4、控制器，5、供电模块，6、外壳，7、功能按键，8、陀螺仪。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1和图3所示，该自动修正姿态误差激光测距仪，包括外壳6、激光模块、控制器4、蓝牙模块、显示屏3和供电模块5，激光模块、蓝牙模块、显示屏3、控制器4和供电模块5设置在外壳6内，蓝牙模块、显示屏3、激光模块和供电模块5分别与控制器4连接。蓝牙模块用于数据传输工作，采用CC2541芯片，供电模块5采用的是聚合物锂电池组成，控制器4采用ATMEGA16，上设有USB接口用于数据传输和充电。显示屏3采用1.3英寸的oled显示屏。

激光模块包括第一激光模块1和第二激光模块2，第一激光模块1上平行设有第一激光发射器101和第一激光接收器102。第二激光模块2上平行设有第二激光发射器201和第二激光接收器202。

第一激光模块1和第二激光模块2设置在外壳6上相对的两侧，并分别与控制器4连接。控制器4上连接有陀螺仪8，陀螺仪8采用九轴陀螺仪MPU9250，陀螺仪8感应的角度数据传输给控制器4。外壳6为长方体，方便壳体作为基准面使用，外壳6上设有与控制器4连接的功能按键7。

如图2所示，激光测距仪采用相位差测距法，发射激光束波长在630~670nm，以第一激光模块1工作过程距离说明：第一激光发射器101发出一束激光，光遇到障碍物时反射回来的被第一激光接收器102接收到，接收到的反射光与发射的出射光会有一个相位差ϕ，相位差ϕ与激光发射器和反射器与障碍物之间的距离L有关。

距离L可通过如下公式计算：L=ϕ⋅c⋅T/(4π)：

其中，L为激光发射器（激光接收器）与障碍物之间的距离，ϕ为反射光与出射光之间的相位差，c为光在空气中的传播速度，T为调制信号的周期时间，π为圆周率。

在实际使用中，所测距离为第一激光模块1和第二激光模块2的和再加上外壳6的长度。

实际测量时，可通过观察显示屏3上陀螺仪8感应的角度数据可以判断测距仪与被测线是否水平，也可直接贴合被测面测得被测面的角度数据。在不确定与被测线是否水平或垂直的时候，将所述激光测距仪的第一激光模块1和第二激光模块2两端分别指向被测线段的两端垂面，尽可能使得激光束与被测线段重合，长按功能按键7，并同时小幅度地来回调整激光测距仪的仰角和方位角，松开功能按键7完成测量，测距仪会自动记录下此过程的最小值，该最小值即为被测线段的长度。

在测量面积时，只需要按照以上测量长度的方法，在测量矩形的一条边后，再按照测量长度的方法，测量矩形的一条邻边，显示屏3中央显示的大字体的数字就是刚才所测矩形的面积，数值后面会跟随显示单位“㎡”。

Claims (3)

1.一种自动修正姿态误差激光测距仪，包括外壳（6）、激光模块、控制器（4）、蓝牙模块、显示屏（3）和供电模块（5），所述激光模块、蓝牙模块、显示屏（3）、控制器（4）和供电模块（5）设置在外壳（6）内，所述蓝牙模块、显示屏（3）、激光模块和供电模块（5）分别与控制器（4）连接，其特征在于：所述激光模块包括第一激光模块（1）和第二激光模块（2），第一激光模块（1）和第二激光模块（2）设置在外壳（6）上相对的两侧，并分别与控制器（4）连接；

所述控制器（4）上连接有陀螺仪（8）；

所述外壳（6）上设有与控制器（4）连接的功能按键（7）。

2.根据权利要求1所述的自动修正姿态误差激光测距仪，其特征在于：所述第一激光模块（1）上平行设有第一激光发射器（101）和第一激光接收器（102）。

3.根据权利要求1所述的自动修正姿态误差激光测距仪，其特征在于：所述第二激光模块（2）上平行设有第二激光发射器（201）和第二激光接收器（202）。