一种可自动识别目标的伺服全站仪的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种全站仪，具体是一种可自动识别目标的伺服全站仪。
【背景技术】
[0002]全站仪的出现使大地测量仪器从光学时代进入了电子时代，随着全站仪的成本不断降低，大面积的普及，人们在追求更高的要求:目前的全站仪在实际使用时仍然需要2人及2人以上来完成，在人工成本日益高涨的今天，研宄一种可以实现单人操作自动识别目标的伺服全站仪有其重要的实际意义。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种可自动识别目标的伺服全站仪，其可以识别目标、自动跟踪目标，自动或遥控测量，自动记录。
[0004]为了解决上述问题，本实用新型提供了一种可自动识别目标的伺服全站仪，包括:激光扫描及信号接受系统，用于快速判别目标；
[0005]激光发射及图像接受系统，用于精确定位目标；
[0006]激光发射及信号接受测距系统，用于测量目标距离；
[0007]水平旋转伺服系统及垂直旋转伺服系统，用来分别驱动伺服全站仪水平、垂直旋转，以跟踪照准目标；
[0008]两套绝对编码盘测角系统，以分别测量水平及垂直角；
[0009]双轴倾斜传感器，用来测量仪器的倾斜角；
[0010]中央处理单元，通过总线与上述双轴倾斜传感器和各系统相连，用于控制各系统工作，并控制测量数据存储、输出显示。
[0011]所述激光扫描及信号接受系统包括:与计算机相连的信号发生器，脉冲信号经过驱动器与激光器相连，激光器的输出光路上依次设有用于将激光压缩成一束准直光的准直透镜，用于将准直光形成一道±15°垂直光束的波纹板；还包括:接收器、放大器、与计算机相连的鉴相器；遇到目标反射回来的激光经波纹板、汇聚透镜后回到接收器上，转化为电信号后，再经过放大器进入鉴相器，最后进入计算机算出距离。
[0012]所述激光发射及图像接受系统中，激光器产生的激光依次通过发射光纤、准直透镜，将激光压缩成一束准直光，然后依次通过反射元件、物镜成一道平行光，发射出去，遇到目标反射回来经物镜，分光棱镜后回到图像传感器上，再经过FPGA图像处理器拍下一张含有反射光的图像。
[0013]本实用新型相对于现有技术具有积极的效果:本实用新型的可自动识别目标的伺服全站仪工作时，中央处理单元发出指令给水平旋转伺服系统，水平旋转伺服系统开始工作，驱动仪器水平旋转；同时激光扫描及信号接受系统开始工作，发射垂直激光束开始扫描目标，当碰到目标时，测量出目标的大致距离，同时通知中央处理单元启动激光发射及图像接受系统，激光发射及图像接受系统通过图像处理得到精确的目标位置，再通知水平旋转伺服系统及垂直旋转伺服系统精确的照准目标。这时中央处理单元再控制绝对编码盘测角系统、激光发射及信号接受测距系统、双轴倾斜传感器，分别测得水平角、垂直角、距离、倾斜补偿值，再传递给中央处理单元进行处理，显示、存储。这样可以实现遥控或无人自动操作，大大降低了人力成本。
【附图说明】
[0014]下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明:
[0015]图1为本实用新型的伺服全站仪的原理示意图；
[0016]图2为本实用新型的激光扫描及信号接受系统的原理图；
[0017]图3为本实用新型的激光发射及图像接受系统的结构示意图；
[0018]图4为旋转伺服机构的结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]见图1-4，本实施例的一种可自动识别目标的伺服全站仪，包括:激光扫描及信号接受系统1，用于快速判别目标100 ;激光发射及图像接受系统2，用于精确定位目标；激光发射及信号接受测量系统3，用于测量目标距离；水平旋转伺服机构41及垂直旋转伺服机构42，用来伺服全站仪水平、垂直旋转，以跟踪照准目标；两套绝对编码盘测角装置5，用来精确测量水平及垂直角；双轴倾斜传感器6，用来测量仪器的倾斜角。中央处理单元7，通过总线与上述双轴倾斜传感器和各系统相连。
[0020]工作时，中央处理单元7发出指令给水平旋转伺服系统，水平旋转伺服系统开始工作，驱动仪器水平旋转；同时激光扫描及信号接受系统开始工作，发射垂直激光束开始扫描目标，当碰到目标时，测量出目标的大致距离，同时通知中央处理单元启动激光发射及图像接受系统，激光发射及图像接受系统通过图像处理得到精确的目标位置，再通知水平旋转伺服系统及垂直旋转伺服系统精确的照准目标。这时中央处理单元再控制绝对编码盘测角系统、激光发射及信号接受测距系统、双轴倾斜传感器，分别测得水平角、垂直角、距离、倾斜补偿值，再传递给中央处理单元进行处理，显示、存储。这样可以实现遥控或无人自动操作，大大降低了人力成本。
[0021]参见图2:激光扫描及信号接受系统中，计算机11发出指令打开信号发生器12产生一个脉冲信号，脉冲信号经过驱动器13后驱动激光器14产生激光，并通过准直透镜15，将激光压缩成一束准直光，通过波纹板16形成一道±15°垂直光束，发射出去，遇到目标反射回来经波纹板16，汇聚透镜17后后回到接收器18上，再经过放大器19进入鉴相器20，和先期由信号发生器12直接输入的发射脉冲信号比较，经计算机11计算得到一个距离值，精度大约在lm。同时，若发射激光未碰到目标则不能返回有效信号。
[0022]参见图3:激光发射及图像接受系统中，计算机11发出指令打开驱动器20后驱动激光器14产生激光，并通过发射光纤24，准直透镜25，将激光压缩成一束准直光，通过反射元件26，物镜27形成一道平行光，发射出去，遇到目标反射回来经物镜27，分光棱镜28后回到图像传感器29上，再经过FPGA图像处理器30拍下一张含有反射光的图像。
[0023]计算机11发出指令至驱动器20，关闭激光器14 ;计算机11发出指令至FPGA图像处理器拍下一张不含反射光的图像。
[0024]FPGA图像处理器将两张图像进行相减处理，滤去背景噪声后就可获得目标的精确位置。
[0025]参见图4:旋转伺服机构中，计算机11发出指令至驱动器20，第三驱动器2驱动电机33旋转通过减速机构34(由直齿轮4-1，4-2、蜗杆4_3、蜗轮4_4组成)带动垂直轴或水平轴。编码器35反馈位置信号给计算机11。
[0026]显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。
【主权项】
1.一种可自动识别目标的伺服全站仪，其特征在于包括: 激光扫描及信号接受系统，用于快速判别目标； 激光发射及图像接受系统，用于精确定位目标； 激光发射及信号接受测距系统，用于测量目标距离； 水平旋转伺服系统及垂直旋转伺服系统，用来分别驱动伺服全站仪水平、垂直旋转，以跟踪照准目标； 两套绝对编码盘测角系统，以分别测量水平及垂直角； 双轴倾斜传感器，用来测量仪器的倾斜角； 中央处理单元，通过总线与上述双轴倾斜传感器和各系统相连，用于控制各系统工作，并控制测量数据存储、输出显示。2.根据权利要求1所述的可自动识别目标的伺服全站仪，其特征在于:激光扫描及信号接受系统包括:与计算机相连的信号发生器，脉冲信号经过驱动器与激光器相连，激光器的输出光路上依次设有用于将激光压缩成一束准直光的准直透镜，用于将准直光形成一道±15°垂直光束的波纹板； 还包括:接收器、放大器、与计算机相连的鉴相器；遇到目标反射回来的激光经波纹板、汇聚透镜后回到接收器上，再经过放大器进入鉴相器。3.根据权利要求1所述的可自动识别目标的伺服全站仪，其特征在于:激光发射及图像接受系统中，激光器产生的激光依次通过发射光纤、准直透镜，将激光压缩成一束准直光，然后依次通过反射元件、物镜成一道平行光，发射出去，遇到目标反射回来经物镜，分光棱镜后回到图像传感器上，再经过FPGA图像处理器拍下一张含有反射光的图像。
【专利摘要】本实用新型涉及一种可自动识别目标的伺服全站仪，包括：激光扫描及信号接受系统，用于快速判别目标；激光发射及图像接受系统，用于精确定位目标；激光发射及信号接受测距系统，用于测量目标距离；水平旋转伺服系统及垂直旋转伺服系统，用来分别驱动伺服全站仪水平、垂直旋转，以跟踪照准目标；两套绝对编码盘测角系统，以分别测量水平及垂直角；双轴倾斜传感器，用来测量仪器的倾斜角；中央处理单元，通过总线与上述双轴倾斜传感器和各系统相连，用于控制各系统工作，并控制测量数据存储、输出显示。
【IPC分类】G01C15/00
【公开号】CN204718602
【申请号】CN201520450224
【发明人】唐剑宇, 巢海步
【申请人】常州市新瑞得仪器有限公司
【公开日】2015年10月21日
【申请日】2015年6月26日