专利名称：利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光测绘领域，更具体地说是涉及一种利用手持激光测距器扫描建筑物内轮廓线的方法。
背景技术：
随着人们的生活水平不断提高，人们对居住环 境的要求也在不断提高，其中就包括对室内装修的要求更加精致、更具个性。但并不是所有墙角的角度都刚好是90度，还有下水道、煤气管道等地方，封砌的也比较“随意”性。由于上述原因，在安装橱柜以及其它装饰物时，与墙面之间的吻合会比较粗糙，让人大失所望。对于要求特别高的户主，装修人员一般会扛一卷硬板纸到现场放样！这样，往往墙角的问题是解决了，但由于硬板纸的面积有限，放样时就需要将多块硬板纸拼接在一起，需要装修地方的面积又千差万别，这又留下以下后遗症拼接处的直线度非常可能出错，最终导致加工出来的橱柜台板或装饰物与实际的房屋墙面的结构存在出入，也有使用手持式激光测距仪激光测距仪的，激光测距仪激光测距仪但市场上出售的激光测距仪大都只能测量直线距离，对于一些曲面的轮廓就没办法扫描了。
发明内容
本发明为了解决上述缺点提供了一种结构简单、制造成本低、携带方便、利用手持测距器扫面内轮廓的方法的方法及其设备。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是一种利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，包括担任指令控制中心、数据转换中心的PC机和担任扫描测绘的测距装置，所述测距装置包括可旋转的旋转云台、安装在旋转云台上的测距器、提供电源的电源装置、提供动力的动力装置、控制器以及减速齿轮组，所述控制器内设有控制电路，所述控制器内的控制电路设有两个限位开关，控制旋转云台的旋转极限位置，开启测距装置和PC机，PC机发出让旋转云台自动旋转至其中一个极限位置的控制指令，所述旋转云台旋转至极限位置处后将所述旋转云台放置在被测物前方的任意点上且测距器的发射部位朝向被测物一方，向PC机输入开始扫描的命令，旋转云台向另一个极限位置等角度并且间歇式的步进旋转，所述测距器与旋转云台同步旋转且测距器在旋转云台的每次旋转的停歇点处测量被测物与旋转云台的距离，直到旋转云台旋转至极限位置为止，测距器将测量出来的距离数据发送至控制器，控制器再将距离数据和步进角度发送给PC机存储，PC机将存入其内的数据转换成DXF格式的Auto CAD电子文件。优选的，所述动力装置为步进电机或伺服电机。优选的，所述控制器内的控制电路包括供电单元、单片机、受单片机控制的蓝牙传输单元、驱动控制单元和功率放大单元，所述功率放大单元与限位开关相连。优选的，所述单片机与驱动控制单元的接口为光电耦合器，所述单片机与限位开关的接口为光电耦合器。优选的，所述测距器为激光测距器。优选的，所述两极限位置的极限角度为±160°。优选的，所述旋转云台上还安装有一顶盖。采用上述方案后，由于本发明设备携带非常方便，通过设备中的蓝牙与装有客户端的带蓝牙的笔记本电脑相连，将激光测距器测出来的数据能很方便的传送给装有PC机上，在PC机生成标准的DXF格式的aotuCAD电子文件，而且本发明设备测量出来的结果的准确度较高，由于本发明设备体积较小，施工人员能非常方便的带到施工现场进行测绘，也可以将安装在旋转平台内的激光测距器拆卸下来单独使用。
另外，通过本发明的方法，能将以前只能扫描直线距离的测距器改装成可以扫描建筑物内轮廓曲面的轮廓就没办法扫描了。
图I是本发明的示意图；图2是本发明测距装置的立体图；图3是本发明测距装置结构示意图；图4是本发明旋控制器的电路原理图；图5是本发明供电单元的电源电路原理图；图6是本发明供电单元的稳压电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明如图I至图6所示，一种利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，本发明的设备包括担任指令控制中心、数据转换中心的PC机2和担任扫描测绘的测距装置1，所述测距装置I包括可旋转的旋转云台11、安装在旋转云台上11的测距器15、提供电源的电源装置14、提供动力的动力装置12、控制器13以及减速齿轮组16，减速齿轮组16是将动力装置12的动力传输给旋转云台11，使其旋转，减速齿轮组测距器15为激光测距器，控制器13内的控制电路由供电单元、单片机U1、与单片机Ul相连的蓝牙传输单元、动力装置动力装置控制单元、功率放大单元、与功率放大单元相连的限位开关S1、S2，单片机Ul使用的是一款8位单片机，动力装置动力装置12使用的是步进电机或伺服电机，单片机Ul控制动力装置动力装置12精确旋转并负责与安装有专用软件的PC机2之间的通信，为确保系统的可靠性和抗干扰性，单片机Ul与动力装置动力装置12之间的接口采用了光电隔离措施，在单片机Ul与动力装置动力装置12之间安装一光电耦合器U3，两个限位开关S1、S2与单片机Ul之间的接口同样采用了光电隔离措施，在单片机Ul与限位开关SI、S2之间安装一光电耦合器U4，限位开关SI、S2的极限角度设置为±160°，本发明旋转云台11的起始点位就是旋转云台11的极限角度，实现对起始点绝对位置角度的“已知化”，开机设定为自动向左旋转，寻找左极限位置，动力装置动力装置12可以使用步进电机或者是伺服电机，动力装置动力装置12的步距角控制在I. 8°，通过减速齿轮组对测距装置I上的旋转云天11的旋转角度进行细分驱动，通常采用1/8细分驱动，选择云天11每走一步转过的角度就是1.8° /8 = 0.225°，设平常的扫描方向为顺时针方向，则位置角度与步进拍数的关系为绝对位置角度=起始绝对角度-步进拍数*步距角/细分数=160° -Steps*1.8° /8。采用1/8的细分驱动获得的0. 225°扫描精度，通过PC机2内的数据转换中心算出相邻两个扫描测量点的距离，再将所有测量得出的测量点连接起来，对于相邻两个测量点的距离，在10米半径上是39. 27毫米，在5米半径上就是19. 64毫米。这样的采样间距在本应用领域已足够，当然也可以采用1/16甚至1/32细分驱动，使这个间距减小到10毫米甚至是5毫米。为了防止旋转云台11上的电源装置14、动力装置12、控制器13等配件的不被外物损坏，可以在旋转云台11上安装一个顶盖17。使用本发明设备的使用方法是开启测距装置I和PC机2，PC机2发出建立测距装置I与PC机2之间的连接信号，测距装置I和PC机2连接后，PC机发出让旋转云台11自动旋转至左极限位置a处的控制指令，旋转云台I旋转至左极限位置a处后将测距装置 I放置在被测物前方的任意点上且测距器15的发射部位应朝向被测物一方，测距装置I的放置位置应当是旋转云台11的极限角度刚好能覆盖被测物的位置，这样即能把被测物的所有信息都扫描到，又能保证扫描的信息的精度，在PC机2中的软件控制台中开启激光测距器的激光束，向PC机2的软件控制台输入开始扫描的命令，测距装置I接收到开始扫描的指令后控制旋转云台11向另一个极限位置b处等角度并且间歇性的步进旋转，测距器15与旋转云台11同步旋转且测距器15在旋转云台11的每次旋转的停歇点处发射激光束测量被测物与测距装置I的距离d，直到旋转云台11旋转至极限位置b处为止，旋转云台11的旋转方式是等角度且间歇性的步进旋转，使测距器15发射的各激光束的夹角c都相等，测距器15将测量出来的距离数据发送至控制器5，控制器5将距离数据和旋转云台11的步进角度发送给PC机，PC机通过夹角c和距离d计算出夹角c的对角线的点距参数e、e’，并对各夹角c的对角线的点距参数e、e’建模，PC机将建模后的数据转换成DXF格式的AutoCAD电子文件。以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出其它变形或改进，这些都属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，包括担任指令控制中心、数据转换中心的PC机和担任扫描测绘的测距装置，所述测距装置包括可旋转的旋转云台、安装在旋转云台上的测距器、提供电源的电源装置、提供动力的动力装置、控制器以及减速齿轮组，所述控制器内设有控制电路，其特征在于，所述控制器内的控制电路设有两个限位开关，控制旋转云台的旋转极限位置，开启测距装置和PC机，PC机发出让旋转云台自动旋转至其中一个极限位置的控制指令，所述旋转云台旋转至极限位置处后将所述旋转云台放置在被测物前方的任意点上且测距器的发射部位朝向被测物一方，向PC机输入开始扫描的命令，旋转云台向另一个极限位置等角度并且间歇式的步进旋转，所述测距器与旋转云台同步旋转且测距器在旋转云台的每次旋转的停歇点处测量被测物与旋转云台的距离，直到旋转云台旋转至极限位置为止，测距器将测量出来的距离数据发送至控制器，控制器再将距离数据和步进角度发送给PC机存储，PC机将存入其内的数据转换成DXF格式的AutoCAD电子文件。
2.根据权利要求I所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述动力装置为步进电机或伺服电机。
3.根据权利要求2所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述控制器内的控制电路包括供电单元、单片机、受单片机控制的蓝牙传输单元、驱动控制单元和功率放大单元，所述功率放大单元与限位开关相连。
4.根据权利要求3所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述单片机与驱动控制单元的接口为光电耦合器，所述单片机与限位开关的接口为光电稱合器。
5.根据权利要求4所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述测距器为激光测距器。
6.根据权利要求5所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述两极限位置的极限角度为±160°。
7.根据权利要求6所述的利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，其特征在于，所述旋转云台上还安装有一顶盖。
全文摘要
本发明公开了一种利用手持测距器扫描建筑物内轮廓的方法及其设备，包括担任指令控制中心、数据转换中心的PC机和担任扫描测绘的测距装置，所述测距装置包括可旋转的旋转云台、安装在旋转云台上的测距器，所述旋转云台还安装有电源装置、动力装置、控制器以及减速齿轮组，旋转云台带着测距器同步向极限位置等角度并且间歇式的步进旋转，测距器在旋转云台每次旋转的停歇点处发射光束测量被测物与旋转云台的距离，直到旋转云台旋转至极限位置为止，控制器再将测量出来的距离数据和步进角度发送给PC机，PC机将存入其内的数据通过数据转换中心转换成DXF格式的Auto CAD电子文件。本发明的有益效果是结构简单、制造成本低、携带方便，并且能将以前只能测量直线距离的测距器扩展成可以测量建筑物内轮廓线曲面的多用途设备。
文档编号G01B11/24GK102735182SQ20111009467
公开日2012年10月17日 申请日期2011年4月15日 优先权日2011年4月15日
发明者顾园, 顾建达 申请人:顾建达