专利名称：激光测拱方法及激光测拱仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及拱度测量仪，特别是激光测拱仪。
背景技术：
目前测量大型设备的梁臂拱度测量，如起重机的电动单梁和主梁等，主要是利用专用测拱仪测量(拉钢丝测量法)，采用钢丝绳和卷尺或者水准仪和卷尺的进行测量，测量时人工对正，人眼判读，而且由于钢丝的自重引起的下挠，这种方法必须考虑修正值，比较麻烦，而且测量中间环节比较多，受人为因素影响较大，既需要爬高又使数据具有一定的主观性，精度较低。
发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题，提供一种激光测拱方法，方法简单，精度高、测量效率高。另外还提供激光测拱仪，结构简单，智能检测，强度低，易操作，精度高。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是激光测拱方法，先由水准仪给出一条水平基准线，数据采集器的光靶采集这条基准线的光斑，并把光斑图像送给计算机处理系统，计算机根据光斑图像计算出水平基准线在光靶上的纵坐标；同时数据采集器测量数据采集器与被测点之间的纵向距离，并把这个数据送给计算机，计算机系统经运算给出被测点与水平基准线的纵向距离。
所述各个测点都测完后计算机根据每个测点的数据给出整个被测对象的测量曲线，并计算出被测对象相应的参数，生成检测报告，报告可以存储和打印。
本发明激光测拱仪由水准仪、数据采集器及计算机处理系统组成，水准仪为激光自动安平水准仪，数据采集器的底座上装有光靶和测距仪，数据采集器通过图象传输线和控制数据线与计算机处理系统相连。
所述数据采集器包括接收光靶、测距仪、底座和电池盒，底座上装有光靶，光靶上部装有测距仪，光靶包括靶面、水泡和图象数据线接口及内部光学系统，测距仪上装有激光发射和接收的光学系统、电源开关、电源接口和与计算机通信的控制数据线接口。
所述内部光学系统包括滤光片、遮光筒、成像面、摄像头，成像面前端装有滤光片，滤光片与成像面之间装有遮光筒，成像面后端装有摄像头，摄像头通过导线连接数据线接口。
所述滤光片为带通滤光片，阻止背景光通过，只允许水准仪激光束一个小范围波长的激光通过。
所述摄像头是CCD或CMOS摄像头，用于采集光斑图像。
所述电池盒带有一个电源输出引线插头，引线插头与测距仪的电源接口相连。
所述底座接口为螺纹套结构，底座接口与光靶螺纹连接。
所述底座为底面呈平面的底座或者底面带有定位凸块的三脚架接口底座。
本发明与同类测量方法相比具有显著的特点采用激光进行智能化测量，水准仪给出基准线，高精度，再由数据采集器完成激光测距，在地面上既可完成下翼缘板的拱度检测，数据直接由计算机系统处理，避免人工判读，准确性高，效率高。本发明设备简单易操作，水准仪是激光发射部分，发出的激光光斑为环状；数据采集器完成环状光斑的接收(光斑图象采集)和激光测距任务，同时通过图象传输线和控制数据线将采集到的图象和距离数据送给计算机，计算机完成数据处理和数据分析的任务，同时给出测量结果。由测距仪读数和计算机图象分析两种方法得到测量数据，避免了人为影响，同时这种方法的测量精度也大大提高。
图1为本发明系统结构示意图。
图2为数据采集器结构示意图。
图3为数据采集器内部光靶结构示意图。
图4为测量原理图。
图5为计算机处理系统程序框图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步的详细说明如图1所示的激光测拱仪，由水准仪6、数据采集器4及计算机处理系统1组成，水准仪为激光自动安平水准仪，数据采集器为底座7上装有光靶8和测距仪14，数据采集器通过图象传输线3和控制数据线2与计算机处理系统相连。其中数据采集器如图2所示包括接收光靶8、测距仪14、底座7和电池盒17，底座接口为螺纹套结构，底座接口与光靶螺纹连接，光靶即装在底座上，光靶上部装有测距仪，光靶如图3所示包括靶面护盖9、水泡15和图象数据线接口16及内部光学系统，内部光学系统包括滤光片21、遮光筒18、成像面20、摄像头19，成像面前端装有滤光片，滤光片与成像面之间装有遮光筒，成像面后端装有摄像头，摄像头通过导线连接数据线接口；滤光片为带通滤光片，阻止背景光通过，只允许水准仪激光束一个小范围波长的激光通过；摄像头是CCD摄像头或CMOS摄像头用于采集光斑图像。测距仪上装有激光发射和接收的光学系统13、电源开关12、电源接口11和与计算机通信的通信控制数据线接口10，电池盒带有一个电源输出引线插头，引线插头与测距仪的电源接口相连。
所述数据采集器底座7为底面呈平面的底座用于检测上拱度，或者底面带有定位凸块的三脚架5接口底座，检测下拱度时更换即可。
采用如图1所示的激光测拱仪检测激光水平基准线与测点的纵向距离(高度)，仪器在被测对象22下方进行测量，纵向距离(高度)由两部分数据组成测距仪与被测点的纵向距离和激光光斑在光靶上纵向坐标。
测量原理如图4、5所示。首先水准仪给出一条高精度水平基准线，其光斑图像为环栅状，数据采集器的光靶采集这条基准线的光斑，并把光斑图像送给计算机，计算机根据光斑图像计算出光斑中心在光靶上的纵坐标D；同时测距仪测量数据采集器与被测点的距离H，并把这个数据送给计算机，计算机把D和H相加，给出被测点与水平基准线的纵向距离。各个测点都测完后计算机根据每个测点的数据给出整个被测对象的测量曲线，并计算出被测对象相应的参数，生成检测报告，报告可以存储和打印。
在实际测量过程中有时要在被测对象上表面进行测量，比如在上翼缘板上检测上拱度，这种检测要比在被测对象下方进行测量简单，只要光斑中心在光靶上的纵坐标D就可以了。
下面为测量部分源程序procedure redtoarray(path:string)；vari，x，y:integer；stream: Tmemorystream；rgb:array
of Trgb；beginStream :＝TMemoryStream.Create；stream.LoadFromFile(path)；stream.Position:＝0；stream.Read(rgb，sizeof(rgb))；
stream.Free；for i:＝18 to PICW*PICH+17 dobeginx:＝(i-18)MOD PICW；y:＝(i-18)div PICW；imag0[PICH-y，x+1]:＝rgb[i].r；end；end；function tuxiangchuli_lingfa_0802(path:string):Tpoint；varban_pan，lvbol_pan_old:byte；i，j，t，result_flag: integer；imag1_light_max，imag1_light_min，yuzhi_3:single；succflag，i_chushi，i_lvbo:integer；gs:Tgs；pt:array[1..500]of Tpoint；tmp，yz:single；minv:single；minx:integer；break_flag:boolean；beginbreak_flag:＝false；setlength(imag0，PICH+1，PICW+1)；setlength(imag1，PICH+1，PICW+1)；fangcha_L:＝0.001；yuzhi:＝10；chshi.x:＝0；chshi.y:＝0；step:＝2；//％％％％％％％％步长
bmptoarray(path)；lvbol_pan:＝4；//％滤波盘大小ban_pan:＝3；//％％％斑处理滤波盘大小lvbol_pan_old:＝lvbol_pan；//％％％％％％％％存储初始滤波盘，为后面迭代恢复初值作准备；lvbol_yuan_diedai(lvbol_pan)；//；％％％滤波for i:＝1 to PICH-lvbol_pan+1 dobeginfor j:＝1 to PICW-lvbol_pan+1 dobeginif imag1[i，j]＞＝imag1_light_max thenimag1_l ight_max:＝imag1[i，j]；if imag1[i，j]＜＝imag1_light_min thenimag1_light_min:＝imag1[i，j]；end；end；。
权利要求
1.激光测拱方法，其特征是先由水准仪给出一条水平基准线，数据采集器的光靶采集这条基准线的光斑，并把光斑图像送给计算机处理系统，计算机根据光斑图像计算出水平基准线在光靶上的纵坐标(D)；同时数据采集器测量数据采集器与被测点之间的距离(H)，并把这个数据送给计算机，计算机系统经运算给出被测点与水平基准线的纵向距离。
2.根据权利要求1所述的激光测拱方法，其特征是各个测点都测完后计算机根据每个测点的数据给出整个被测对象的测量曲线，并计算出被测对象相应的参数，生成检测报告，报告可以存储和打印。
3.激光测拱仪，其特征是其由水准仪(6)、数据采集器(4)及计算机处理系统(1)组成，水准仪为激光自动安平水准仪，数据采集器为底座(7)上装有光靶(8)和测距仪(14)，数据采集器通过图象传输线(3)和控制数据线(2)与计算机处理系统相连。
4.根据权利要求3所述的激光测拱仪，其特征是数据采集器(4)包括接收光靶(8)、测距仪(14)、底座(7)和电池盒(17)，底座上装有光靶，光靶上部装有测距仪，光靶包括靶面护盖(9)、水泡(15)和图象数据线接口(16)及内部光学系统，测距仪上装有激光发射和接收的光学系统(13)、电源开关(12)、电源接口(11)和与计算机通信的控制数据线接口(10)。
5.根据权利要求4所述的激光测拱仪，其特征是内部光学系统包括滤光片(21)、遮光筒(19)、成像面(20)、摄像头(19)，成像面前端装有滤光片，滤光片与成像面之间装有遮光筒，成像面后端装有摄像头，摄像头通过导线连接数据线接口(16)。
6.根据权利要求4所述的激光测拱仪，其特征是滤光片(21)为带通滤光片，阻止背景光通过，只允许水准仪激光束一个小范围波长的激光通过。
7.根据权利要求4所述的激光测拱仪，其特征是摄像头(19)是CCD摄像头或CMOS摄像头。
8.根据权利要求3所述的激光测拱仪，其特征是电池盒(17)带有一个电源输出引线插头，引线插头与测距仪的电源接口相连。
9.根据权利要求3所述的激光测拱仪，其特征是数据采集器(4)底座接口为螺纹套结构，底座与光靶螺纹连接。
10.根据权利要求3所述的激光测拱仪，其特征是数据采集器底座(7)为底面呈平面的底座或者底面带有定位凸块的三脚架(5)接口底座。
全文摘要
本发明涉及拱度测量仪，激光测拱方法，先由水准仪给出一条水平基准线，数据采集器的光靶采集这条基准线的光斑，并把光斑图像送给计算机处理系统，计算机根据光斑图像计算出水平基准线在光靶上的纵坐标D；同时数据采集器测量数据采集器与被测点之间的纵向距离H，并把这个数据送给计算机，计算机系统经运算给出被测点与水平基准线的纵向距离。本发明采用激光进行智能化测量，水准仪给出基准线，高精度，再由数据采集器完成激光测距，在地面上既可完成下翼缘板的拱度检测，数据直接由计算机系统处理，避免人工判读，准确性高，效率高，设备简单易操作。
文档编号G01B11/24GK101021411SQ20071001060
公开日2007年8月22日 申请日期2007年3月14日 优先权日2007年3月14日
发明者于乾轶, 蒋秀媛, 师立刚, 林刚 申请人:刘洪云