激光扫平仪探测器组件及估算扫平激光位置的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112240760A(43)申请公布日2021.01.19(21)申请号202011100770.5G01B11/02(2006.01)(22)申请日2020.10.15G01B11/26(2006.01)(71)申请人浙江大学德清先进技术与产业研究院地址313200浙江省湖州市德清县阜溪街道长虹中街198号(72)发明人洪桂杰费宇明张又文车双良(74)专利代理机构北京金蓄专利代理有限公司11544代理人蔡鹤飞(51)Int.Cl.G01C5/00(2006.01)G01C15/00(2006.01)G01C1/00(2006.01)G01B11/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称激光扫平仪探测器组件及估算扫平激光位置的方法(57)摘要本发明提供一种激光扫平仪探测器组件以及一种估算扫平激光位置的方法。激光扫平仪探测器组件由四个光电探测单元360°围绕支撑架两两垂直组成。激光扫平仪探测器组件通过两个相邻的光电探测单元的脉冲时间间隔以及扫描周期，估算扫平激光的距离；通过光电探测单元接收激光扫平仪输出的光信号，并经数据处理模块输出光强信息及光强变化量，经解算后即可得到扫平激光的方位信息；根据光电探测单元的标高功能，以重心法估算扫平激光的高度。本发明可使激光扫平仪具备扫平功能的同时，能够对扫平激光的距离、方位、高度等信息进行估算，减少了额外测量仪器的同时，提升了工程作业设备的精确控制程度，具有操作简单、工效高等优势。CN112240760ACN112240760A权利要求书1/1页1.激光扫平仪探测器组件，其特征在于，包括：均匀布置在支撑架周围的四个光电探测单元，相邻的光电探测单元相互垂直，所述光电探测单元由电路板与一列硅光电池组成。2.估算扫平激光位置的方法，其特征在于，包括：将权利要求1所述的激光扫平仪探测器组件放置在激光扫平仪所产生的激光扫描面内；所述激光扫平仪探测器组件中的光电探测单元接收所述激光扫平仪输出的光信号，并将光信号转换为电信号；根据相邻的两个光电探测单元探测的脉冲时间间隔以及所述激光扫平仪的扫描周期，估算扫平激光距离；根据所述相邻的两个光电探测单元探测的光强信息，估算扫平激光方位；通过所述光电探测单元的标高功能，以重心法估算扫平激光高度。3.根据权利要求2所述的估算扫平激光位置的方法，其特征在于，所述根据相邻的两个光电探测单元探测的脉冲时间间隔以及所述激光扫平仪的扫描周期，估算扫平激光距离的过程包括：相邻的两个光电探测单元接收所述激光扫平仪输出的光信号，在一个脉冲循环内，数据处理模块输出所述相邻的两个光电探测单元的脉冲起始点的时间差为t1；获取所述激光扫平仪的扫平周期为T，得到占空比为所述相邻的两个光电探测单元所在位置所对应的所述激光扫平仪的扫描面半径L，得到所述激光扫平仪的扫描面周长为2πL；所述相邻的两个光电探测单元之间的距离为D，得到扫描距离占比为将所述占空比与所述扫描距离占比等同，可得下式：即得到所述激光扫平仪与所述激光扫平仪探测器组件的距离，如下式：4.根据权利要求3所述的估算扫平激光位置的方法，其特征在于，所述根据相邻的两个光电探测单元探测的光强信息，估算扫平激光方位的过程包括：所述数据处理模块输出所述相邻的两个光电探测单元采集的光强信息，分别记为P1与P2；根据下式得到方位角度θ：2P2＝P1(1-cosθ)；所述方位角度θ为所述激光扫平仪发射的可视激光与可视激光照射到所述相邻的两个光电探测单元中首先接收到激光光斑的光电探测单元之间的夹角。2CN112240760A说明书1/5页激光扫平仪探测器组件及估算扫平激光位置的方法技术领域[0001]本发明属于建筑测量探测仪器技术领域，尤其涉及一种激光扫平仪探测器组件以及一种估算扫平激光位置的方法。背景技术[0002]激光扫平仪是在快速旋转轴带动下使可视激光点扫出同一水准高度的光线，便于工程人员定位水准高度的一种仪器。[0003]激光扫平仪是集光学、机械、电子等技术为一体的测绘仪器，可以为工程应用提供一个水平基准面，与探测器配合，可以在测试范围内控制任一测点的水平高度，能将测量与施工结合在一起，实现施工自动化，因此被广泛运用于建筑施工、平整场地、机场建筑等方面。[0004]然而，为实现工程作业设备的精确控制，通常需要掌控目标高度、方位、距离等信息，而激光扫平仪探测器仅具备高度测量功能，往往需要额外的仪器测量目标方位、距离，而仪器数量的增多，不仅操作繁琐，也不利于工程作业的进行。[0005]因此如何使激光扫平仪具备扫平功能的同时，集方位、距离、高度估算于一体，减少施工过程中所需的仪器数量，简化施工过程，提高施工效率与质量，降低人工成本与劳动强度，是亟