一种潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法.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CN107328389A(43)申请公布日2017.11.07(21)申请号201710686227.X(22)申请日2017.08.11(71)申请人中山大学地址510275广东省广州市海珠区新港西路135号(72)发明人杨日魁林振镇贾良文(74)专利代理机构广州粤高专利商标代理有限公司44102代理人郑永泉邱奕才(51)Int.Cl.G01C5/00(2006.01)G01C15/00(2006.01)G08C17/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图1页(54)发明名称一种潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法(57)摘要本发明涉及一种潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法，该装置包括由中控单元及测量单元组成的下位机，中控单元用于控制测量单元；测量单元包括步进电机、激光控制模块及激光收发器，中控单元包括控制处理器；控制处理器控制步进电机并传送测量指令给激光控制模块，激光控制模块驱动激光收发器以逐步运动方式进行角度扫描测量；每步测量中激光收发器在发送调制的激光的同时采集波形相位，待测量反射回来时亦采集波形相位并将两个相位传输至激光控制模块处理以获取高程数据，激光控制模块将该高程数据传输至控制处理器。本发明结构简单，使用灵活，能确保不同轮测量中激光收发器在对应步测量中测量的点均为同一个点，连续多轮测量后，即可为研究潮滩侵蚀和淤积提供每个测量点高精度的高程变化数据。CN107328389ACN107328389A权利要求书1/2页1.一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，包括由中控单元及测量单元组成的下位机，中控单元用于控制测量单元；所述测量单元包括步进电机（1）、激光控制模块（9）及激光收发器（3），中控单元包括控制处理器（2）；控制处理器（2）控制步进电机（1）并传送测量指令给激光控制模块（9），激光控制模块（9）驱动激光收发器（3）以逐步运动方式进行角度扫描测量；每步测量中激光收发器（3）在发送调制的激光的同时采集波形相位，待测量反射回来时亦采集波形相位并将两个相位传输至激光控制模块（9）处理以获取高程数据，激光控制模块（9）将该高程数据传输至控制处理器（2）。2.根据权利要求1所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述测量装置还包括能与中控单元进行数据传输的上位机，上位机用于设置测量参数，控制处理器（2）根据测量参数控制步进电机（1）运动；且上位机能对中控单元传输来的高程数据进行管理和即时监控。3.根据权利要求1所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述中控单元还包括与控制处理器（2）连接的姿态传感器（5），姿态传感器（5）用于获取激光收发器（3）所在的角度。4.根据权利要求1所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述激光收发器（3）的激光接收窗口为大口望远镜4CM直径的透镜。5.根据权利要求2所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述测量参数为步进电机（1）的步长、左右步数及相邻测量循环轮的轮询间隔时间；所述控制处理器（2）为MCU单片机；所述上位机包括电脑和设于电脑上的管理软件及无线传输盒，所述中控单元还包括数传装置（4），上位机与中控单元通过无线传输盒及数传装置（4）进行无线数据传输。6.根据权利要求1所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述中控单元还包括与控制处理器（2）连接的时钟装置（6）及存储卡（7），时钟装置（6）上设有液晶显示屏，存储卡（7）用于存储测量数据。7.根据权利要求1至6任一项所述的一种潮滩沙滩激光高程测量装置，其特征在于，所述中控单元还包括用于为控制处理器（2）及步进电机（1）提供电能的电源。8.一种潮滩沙滩激光高程测量方法，其特征在于，使用权利要求1所述的测量装置，包括如下步骤：S1.利用上位机设置测量参数并将该测量参数传输保存至控制处理器（2），所述测量参数包括步进电机（1）的步长、左右步数及相邻测量循环轮的轮询间隔时间；S2.在一轮测量中，控制处理器（2）根据所述测量参数控制步进电机（1）驱动激光控制模块（9）带动激光收发器（3）以逐步运动方式进行角度扫描测量；在每步测量中，激光收发器（3）首先向一个测量点发送振幅调制后的激光束并采样保存，激光收发器（3）在接收到该测量点反射回来的激光束采样后传送至激光控制模块（9）进行相位的比较以获取该测量点的相位差，激光控制模块（9）根据调制后的激光束的波长换算该相位差代表的距离进而计算该测量点的高程数据，激光控制模块（9）将该高程数据传输至控制处理器（2）；S3.一轮测量结束后，待满足相邻测量循环轮的轮询间隔时间时，重复步骤S2以进行下一轮的测量。9.根据权利要求8所述的一种潮滩沙滩激光高程测量方法，其特征在于，