专利名称：一种采用光尺测量运动物体的方法
技术领域：
本发明属激光测量方法技术领域。
背景技术：
众所周知，激光可以测量物体的距离，小物体可以放到激光3D扫描仪器进行扫描，通过计算机对激光的返回信号采集，用计算机软件对该信号处
理后，复制出3D图，gp， Z二F(x，y)的数学函数，目前大的建筑物也可以用激光3D扫描仪对该物体进行复制出3D图。目前对物体的测量方法难以适应测量大物体表面不规则的运动函数，如大坝表面变形，山体滑坡表面变形，及桥梁等的变形，它们的测量时间相对较长，可能几个小时， 一天， 一周， 一月进行一次测量，由于它们的测量点很多，普通测量方法难以掌握物体表面不规则的运动函数。
发明内容
本发明正是为了克服现有测量方法难以掌握物体表面不规则的运动函数的不足之处而提供一种能够掌握物体表面不规则的运动函数，尤其是能够掌握大型物体表面不规则的运动规律的光尺测量运动物体的方法。本发明是通过如下技术方案来实现的。
本发明由一个电脑(或者电子处理器)和光尺(激光距离传感器)组成，由电脑控制光尺，将光尺的固定端作为测量基准点，光尺放置在被测量物体的另一端，被测量物体作平面运动，在一定的时间范围内，对被测量物体上选择的一个或一个以上被测量点进行不少于一次采样，得到被测量物体的不同距离，由电脑软件绘出物体不规则运动的轨迹，，从而获得物体在不同时间的不同位置，得到被测量物体的时间运动规律。
当被测量物体由很大的表不规则面组成，而且有很多被测点时，要想找出表面不规则运动函数，本发明采用不少于一台光尺,每一台光尺不少于一个测量
点;在每一台光尺的测量基准点处安装一个铰式机械臂，机械臂由电脑控制并可带动光尺作左右，上下转动；由电脑将左右，上下转动角记忆，在一定的时间范 围内，分别对被测量物体(l)进行重复测量，获得被测量物体在不同时间的不同 位置，得到被测量物体表面运动不规则的时间运动规律。，
本发明的有益效果是，通过本发明方法获得的数据，能够掌握物体表面不规 则的运动函数，尤其是能够掌握大型物体表面不规则的运动规律的光尺测量运 动物体的方法。对于测量巻扬起重机的提升高度，或者掌握大坝表面变形，山体 滑坡表面变形，及桥梁结构变形等，具有重要的实际意义。
下面结合附图及实施例进一步阐述本发明内容。
图1为被测量物体作平面运动示意图2为测量不规则物体示意图。
具体实施方式
:如图l，本发明由一个电脑2和光尺3组成，由电脑控制光尺， 将光尺的固定端作为测量基准点4，光尺放置在被测量物体1的另一端，被测量 物体1作平面运动，在一定的时间范围内，对被测量物体上选择的一个或一个 以上被测量点进行不少于一次采样，得到被测量物体1的不同距离，由电脑软 件绘出物体不规则运动的轨迹,，从而获得物体在不同时间的不同位置，得到被 测量物体的时间运动规律。
如图2，当被测量物体1由很大的表不规则面组成，而且有很多被测点时， 要想找出表面不规则运动函数，采用不少于一台光尺3,每一台光尺不少于一个 测量点;在每一台光尺的测量基准点4处安装一个铰式机械臂5，机械臂5由电 脑控制并可带动光尺3作左右，上下转动；由电脑将左右，上下转动角记忆，在 一定的时间范围内，分别对被测量物体(l)进行重复测量，获得被测量物体在不 同时间的不同位置，得到被测量物体表面运动不规则的时间运动规律如果被测量物体由很大的表面组成，而且有很多被测点，要想找出表面不 规则运动函数，机械臂可以由电脑控制左右，上下转动，上下转动角由电脑控 制机械臂的转动电机将转动角记忆到电脑中，由光尺对多个被测点进行测量， 得到不同的距离，由于距离与转动角被确定，电脑软件可以绘出点A，在整定一 定的时间后对该点再进行测量，得到另一个时间的点A'，这样大体积的表面运 动函数就可以找出。
光尺抓轨器与激光3D扫描仪器的原理相同，都是利用激光可以测量物体的 距离，但是不同的地方是激光3D扫描仪找出物体的三维空间静态关系，而光尺 抓轨器找出的是物体运动空间与时间的动态关系，在选择一个测量基准点后， 确定好被测点，通过计算机对激光被测点的返回信号采集，用计算机软件对该
信号处理后，找出物体的运动规律(运动时间函数)，如测量物体最简单的不 规则运动函数直线运动，将光尺抓轨器的测量时间整定在相同时间内，测量
到物体某一点的运动距离yl， y2， y3*......，由此构成Y寸(t)的运动函数。
最简单的应用是测量巻扬起重机的提升高度。由于巻扬起重机的提升高度是
一个非线性函数，仅仅依靠角编码计算出高度误差很大，没有实际意义，必须
通过光尺抓轨器将运动函数Y二F(t)找出，其中巻扬起重机的转动角9可以通过 角编码传到计算机里得到。通过变换将Y^F(t)函数转变为Y二F(e)函数固化在 巻扬起重机的控制电脑中，在今后的使用中将得到十分精确的高度。
测量大物体表面不规则的运动函数，如大坝表面变形，山体滑坡表面变形， 及桥梁等的变形，它们的测量时间相对较长，可能几个小时， 一天， 一周，一 月进行一次测量，由于它们的测量点很多，但是仍然可以采用光尺抓轨器找出 它们的非线性运动函数，我们可以选择一个或者多个测量基准点进行测量，被 测点可以根据需要确定，选择n个代表点，由于面是由多个点组成，在被测量点的Y二F(t)的运动函数就可以由计算机得到。在被测点数量变得很多时，可以 够成一个变化不规则的平面，即不规则的运动函数S二F(t)。同样，可以采用一 个或者多个光尺抓轨器，对多个平面内不规则的运动函数S二F(t)进行测量。够 成一个立体内不规则的运动函数V=F(t)。
权利要求
1、一种采用光尺测量运动物体的方法,特征在于，本发明由一个电脑(2)和光尺(3)组成，由电脑控制光尺，将光尺的固定端作为测量基准点(4)，光尺放置在被测量物体(1)的另一端，被测量物体(1)作平面运动，在一定的时间范围内，对被测量物体上选择的一个或一个以上被测量点进行不少于一次采样，得到被测量物体(1)的不同距离，由电脑软件绘出物体不规则运动的轨迹，，从而获得物体在不同时间的不同位置，得到被测量物体的时间运动规律。
2、 根据权利要求1所述的一种采用光尺测量运动物体的方法，其特征在于，当被测量物体(l)由很大的表不规则面组成，而且有很多被测点时，要想找出表面不规则运动函数，采用不少于一台光尺(3),每一台光尺不少于一个测量点；在每一台光尺的测量基准点(4)处安装一个铰式机械臂(5)，机械臂(5)由电脑控制并可带动光尺(3)作左右，上下转动；由电脑将左右，上下转动角记忆，在一定的时间范围内，分别对被测量物体(l)进行重复测量,获得被测量物体在不同时间的不同位置，得到被测量物体不规则表面的时间运动规律。
全文摘要
一种采用光尺测量运动物体的方法，本发明由一个电脑(2)和光尺(3)组成，由电脑控制光尺，将光尺的固定端作为测量基准点(4)，光尺放置在被测量物体(1)的另一端，被测量物体(1)作平面运动，在一定的时间范围内，对被测量物体上选择的一个或一个以上被测量点进行不少于一次采样，得到被测量物体(1)的不同距离；通过本发明方法获得的数据，能够掌握物体表面不规则的运动函数，尤其是能够掌握大型物体表面不规则的运动规律的光尺测量运动物体的方法。对于测量卷扬起重机的提升高度，或者掌握大坝表面变形，山体滑坡表面变形，及桥梁结构变形等，具有重要的实际意义。
文档编号G01B11/00GK101464135SQ20091009401
公开日2009年6月24日 申请日期2009年1月7日 优先权日2009年1月7日
发明者王振宇, 王虹霁 申请人:王振宇;王虹霁