本申请涉及测量技术领域,特别涉及一种转动角度的测量装置及方法。
背景技术:
随着测量技术的发展,对物体运动所产生的各种角度进行测量成为可能,物体的转动角度便是其中一种。由于物体的转动发生在三维空间中,因而转动产生的转动角度较为抽象,难以直接测量得到。因此,在测量物体的转动角度时,往往需要具象化该转动角度,以便于对该转动角度进行准确测量。
相关技术中,利用多个拉线传感器来测量物体的转动角度。其中,每个拉线传感器的一端与待测量物体以外的固定端连接,另一端与待测量物体连接,不同拉线传感器连接于待测量物体上的不同位置。在待测量物体发生转动后,通过多个拉线传感器的长度变化计算待测量物体的姿态,从而得到待测量物体的转动角度。
然而,相关技术中需要将每个拉线传感器分别与待测量物体及固定端进行连接,操作过程较为复杂,降低了转动角度的测量效率。
技术实现要素:
本申请实施例提供了一种转动角度的测量装置及方法,以解决相关技术操作复杂、测量效率较低的问题。所述技术方案如下:
一方面,提供了一种转动角度的测量装置,所述测量装置包括:光源固定件、第一光源及第二光源;
所述光源固定件与待测量的目标对象的测量基准面连接,所述第一光源及所述第二光源分别固定于所述光源固定件同侧的两端,所述测量基准面是用于形成转动角度的平面;
所述第一光源用于发射第一光束,所述第二光源用于发射第二光束,所述第一光束及所述第二光束均与所述目标对象的测量基准面平行,所述第一光束还与所述目标对象的竖直中心轴垂直,所述第二光束还与所述目标对象的竖直中心轴平行。
在示例性实施例中,所述测量装置还包括:连接板;所述连接板上包括第一连接件,所述连接板通过所述第一连接件与所述目标对象的测量基准面连接;所述光源固定件与所述连接板连接。
在示例性实施例中,所述连接板上还包括第一滑轨,所述第一滑轨的尺寸与所述第一连接件的尺寸相匹配,所述第一连接件与所述第一滑轨可滑动连接。
在示例性实施例中,所述第一连接件包括夹片及螺栓,所述夹片上包括贯穿所述夹片的贯穿孔;所述贯穿孔的内径及所述第一滑轨的内径均与所述螺栓的外径相匹配,所述螺栓依次穿过所述第一滑轨、所述目标对象及所述贯穿孔。
在示例性实施例中,所述测量装置还包括:第二连接件,所述第二连接件的一端与所述连接板可转动连接,所述第二连接件的另一端与所述光源固定件连接。
在示例性实施例中,所述连接板上还包括弧形滑轨,所述装置还包括与所述弧形滑轨的尺寸相匹配的第三连接件;所述第三连接件的一端与所述第二连接件连接,所述第三连接件的另一端穿过所述弧形滑轨与所述连接板连接。
在示例性实施例中,所述第二连接件上包括第二滑轨,所述装置还包括:调节元件;所述第二滑轨的尺寸与所述调节元件的尺寸相匹配,所述调节元件的一侧与所述第二滑轨可滑动连接,所述调节元件的另一侧与所述光源固定件连接。
在示例性实施例中,所述装置还包括:处理器;所述处理器与所述第一光源及所述第二光源分别电连接,所述处理器用于基于所述第一光束及所述第二光束确定所述目标对象的转动角度。
一方面,提供了一种转动角度的测量方法,所述方法包括:
响应于连接有测量装置的目标对象处于第一状态,获取第一光源发射的第一光束在第一平面上的第一投影点,以及第二光源发射的第二光束在第二平面上的第二投影点,所述第一平面及所述第二平面相互垂直;
响应于目标对象转动至第二状态,获取所述第一光束在所述第一平面上的第三投影点,以及所述第二光束在所述第二平面上的第四投影点;
基于所述第一投影点、所述第二投影点、所述第三投影点及所述第四投影点,确定所述目标对象在所述第一状态及所述第二状态之间的转动角度。
在示例性实施例中,所述基于所述第一投影点、所述第二投影点、所述第三投影点及所述第四投影点,确定所述目标对象在所述第一状态及所述第二状态之间的转动角度,包括:
确定所述第一投影点及所述第三投影点在第一方向上的第一间距,所述第一方向是平行于所述第一平面及所述第二平面的方向;
确定所述第二投影点与所述第一平面在第二方向上的第二间距,所述第二方向是垂直于所述第一平面且平行于所述第二平面的方向;
确定所述第二投影点与所述第四投影点在所述第一方向上的第三间距,以及所述第二投影点与所述第四投影点在所述第二方向上的第四间距;
根据所述第一间距、第二间距、第三间距及所述第四间距计算得到所述目标对象的转动角度。
在示例性实施例中,所述根据所述第一间距、第二间距、第三间距及所述第四间距计算得到所述目标对象的转动角度,包括:根据所述第一间距、所述第二间距、所述第三间距及所述第四间距,按照如下的公式计算得到所述目标对象的转动角度:
其中,θ为所述目标对象的转动角度,l为所述第二间距,l1为所述第一间距,l3为所述第三间距,l2为所述第四间距。
另一方面,提供了一种转动角度的测量装置,所述装置包括:
第一获取模块,用于响应于连接有测量装置的目标对象处于第一状态,获取第一光源发射的第一光束在第一平面上的第一投影点,以及第二光源发射的第二光束在第二平面上的第二投影点,所述第一平面及所述第二平面相互垂直;
第二获取模块,用于响应于目标对象转动至第二状态,获取所述第一光束在所述第一平面上的第三投影点,以及所述第二光束在所述第二平面上的第四投影点;
确定模块,用于基于所述第一投影点、所述第二投影点、所述第三投影点及所述第四投影点,确定所述目标对象在所述第一状态及所述第二状态之间的转动角度。
在示例性实施例中,所述确定模块,用于确定所述第一投影点及所述第三投影点在第一方向上的第一间距,所述第一方向是平行于所述第一平面及所述第二平面的方向;确定所述第二投影点与所述第一平面在第二方向上的第二间距,所述第二方向是垂直于所述第一平面且平行于所述第二平面的方向;确定所述第二投影点与所述第四投影点在所述第一方向上的第三间距,以及所述第二投影点与所述第四投影点在所述第二方向上的第四间距;根据所述第一间距、第二间距、第三间距及所述第四间距计算得到所述目标对象的转动角度。
在示例性实施例中,所述确定模块,用于根据所述第一间距、所述第二间距、所述第三间距及所述第四间距,按照如下的公式计算得到所述目标对象的转动角度:
其中,θ为所述目标对象的转动角度,l为所述第二间距,l1为所述第一间距,l3为所述第三间距,l2为所述第四间距。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
本实施例所提供的测量装置结构简单、安装方便且便于携带,测量精度受环境影响较小,适用性较强。由于测量装置中无需采用传感器,因而装置的成本也较低。
在本实施例中,不仅将针对目标对象的测量转换为针对光源固定件的测量,还通过第一光源及第二光源所发射的光束对光源固定件发生的转动进行扩大,从而可通过光束之间的投影关系计算得到转动角度。该测量装置降低了转动角度的测量难度、提高了转动角度的测量效率,还保证了转动角度的测量准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构图;
图2是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构图;
图3是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构图;
图4是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构图;
图5是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构图;
图6是本申请实施例提供的转动角度的测量方法的流程图;
图7是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图8是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图9是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图10是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图11是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图12是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图13是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图14是本申请实施例提供的转动角度的测量示意图;
图15是本申请实施例提供的转动角度的测量装置的结构示意图。
对附图中的各标记进行说明如下:
1-光源固定件,2-第一光源,3-第二光源,4-连接板,5-第二连接件,6-调节元件。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
本申请实施例提供了一种转动角度的测量装置,参见图1,该装置包括:光源固定件1、第一光源2及第二光源3。光源固定件1与待测量的目标对象的测量基准面连接,第一光源2及第二光源3分别固定于光源固定件1同侧的两端。
其中,光源固定件1用于将第一光源2及第二光源3与待测量的目标对象的测量基准面相连接。本实施例不对光源固定件1的形状加以限定。示例性地,光源固定件1可以是水平杆,该水平杆与目标对象所在地面相水平。目标对象的测量基准面是指用于形成转动角度的平面。基于测量基准面所形成的转动角度是指:目标对象的测量基准面与地面之间的交线在目标对象发生转动前后所形成的夹角。参见图1,以目标对象为车轮为例,目标对象的测量基准面即为车轮轴向的圆形侧面。
可以看出,将光源固定件1与测量基准面相连的作用在于:将对测量基准面的测量转换为对光源固定件1的测量,相当于对转动角度进行了具象化,以便于转动角度的测量。在上述图1所示的情况中,测量基准面是目标对象实际存在的表面。示例性地,测量基准面也可以是目标对象所对应的虚拟平面。例如,在目标对象为圆柱形物体的情况下,通过目标对象实际存在的顶面、底面或侧面均难以实现转动角度的测量。因此,可以将圆柱体的轴截面作为测量基准面。在后一种情况下,由于光源固定件1无法直接与虚拟的测量基准面相连,因而可以将第一过渡件与目标对象相连,使得过渡连接件与测量基准面平行或重合,再将光源固定件1与第一过渡件相连即可。
示例性地,光源固定件1可以通过任意可拆卸的方式与目标对象的测量基准面相连,本实施例不对光源固定件1与目标对象的测量基准面的连接方式进行限定。例如,光源固定件1及测量基准面上可以分别具有螺孔,将与螺孔相匹配的螺栓依次穿过光源固定件1及测量基准面上的螺孔并进行紧固,则可对光源固定件1及测量基准面进行螺纹连接。除螺纹连接以外,光源固定件1及测量基准面也可以通过黏性物质或其他方式进行连接。
另外,第一光源2用于发射第一光束,第二光源3用于发射第二光束,第一光束及第二光束均与目标对象的测量基准面平行,第一光束还与目标对象的竖直中心轴垂直,第二光束还与目标对象的竖直中心轴平行。通过第一光源2所发射的第一光束及第二光源3所发射的第二光束,可以对测量基准面在转动过程中所产生的位移进行放大,以便于后续转动角度的测量。参见图1,以目标对象为车轮为例,目标对象的竖直中心轴即为与地面相垂直的竖直轴。示例性地,第一光源2及第二光源3可以均为激光光源,例如激光笔。
本实施例不对任一光源与光源固定件1的连接方式加以限定,第一光源2及第二光源3可以采用相同的连接方式与光源固定件1相连,也可以采用不同的连接方式与光源固定件1相连。例如,参见图1,光源固定件1可以通过第二过渡件与第一光源2及第二光源3相连,以第一光源2为例进行说明:第二过渡件的内壁与第一光源2外壁相匹配,第二过渡件的两端分别设置有一个贯穿孔。光源固定件1上用于固定第一光源2处也设置有两个贯穿光源固定件1的贯穿孔,且光源固定件1及第二过渡件上贯穿孔的大小相同、位置一一对应。将与贯穿孔的内径相匹配的螺栓依次穿过第二过渡件及光源固定件1上的位置相对应的贯穿孔,即可将第一光源2固定于第二过渡件与光源固定件1之间,从而实现第一光源2与光源固定件1的连接。
需要说明的是,图1所示的情况中,光源固定件1为水平杆,第一光源2及第二光源3距离目标对象所在地面的高度相同。在示例性实施例中,第一光源2及第二光源3距离目标对象所在地面的高度也可以不相同,只要第二光源3不遮挡第一光源2所发射的第一光束即可。另外,图1所示的情况中,第一光源2位于光源固定件1的第一端、第二光源3位于光源固定件1的第二端。在示例性实施例中,第一光源2及第二光源3所在的位置也可以调换,即第一光源2位于光源固定件1的第二端、第二光源3位于光源固定件1的第一端。需要说明的是,在对第一光源2及第二光源3进行位置调换的情况下,需要保证第二光源3及待测量的目标对象均不会遮挡到第一光源2所发射的第一光束,从而保证转动角度的正常测量。
其中,第一光源2及第二光源3所发射的光束照射在其他物体上能够产生投影点,而目标对象发生转动前后,第一光源2及第二光源2发射的光束所产生的投影点的位置会发生变化。在本实施例中,正是通过投影点的位置变化来计算得到目标对象的转动角度的。对于根据投影点的位置变化计算转动角度的方式,可参见后文步骤601-603中的说明,此处先不进行赘述。
由上可知,本实施例所提供的测量装置结构简单、安装方便且便于携带,测量精度受环境影响较小,适用性较强。由于测量装置中无需采用传感器,因而装置的成本也较低。
在本实施例中,不仅将针对目标对象的测量转换为针对光源固定件的测量,还通过第一光源及第二光源所发射的光束对光源固定件发生的转动进行扩大,从而可通过光束之间的投影关系计算得到转动角度。该测量装置能降低了转动角度的测量难度、提高了转动角度的测量效率,还保证了转动角度的测量准确性。
在示例性实施例中,测量装置还包括:处理器。处理器与第一光源2及第二光源3分别电连接,处理器用于基于第一光束以及第二光束确定目标对象的转动角度。示例性地,处理器可以与光源固定件1相连,从而与第一光源2及第二光源3分别进行电连接。或者,处理器还可以不与光源固定件1直接连接,而是通过无线连接的方式与第二光源2及第二光源3分别进行电连接。对于前一种情况,光源固定件1可以为空心结构,处理器可以位于光源固定件1内部的空腔中,从而与光源固定件1相连。
正是由于处理器与第一光源2及第二光源3分别电连接,因而处理器可以获取到第一光源2发射的第一光束及第二光源3发射的第二光束的相关信息。因此,处理器可以基于第一光束及第二光束来确定目标对象的转动角度。示例性地,响应于第一光源2及第二光源3能够测量得到投影点的位置变化,则第一光源2及第二光源3通过电连接将投影点的位置变化发送给处理器。或者,响应于第一光源2及第二光源3不具备测量投影点的位置变化的功能,则可以人工测量投影点的位置变化,再通过人工计算或将人工测量得到的投影点的位置变化发送给处理器的方式,实现目标对象的转动角度的测量。对于根据投影点的位置变化计算转动角度的方式,可参见后文步骤601-603中的说明,此处先不进行赘述。
在示例性实施例中,测量装置还包括:连接板4。连接板4上包括第一连接件,连接板4通过第一连接件与目标对象的测量基准面连接,光源固定件1与连接板4连接。也就是说,光源固定件1可以不直接连接于目标对象的测量基准面上,而是通过连接板4与测量基准面间接连接。参见图2,以目标对象为车轮为例,目标对象的测量基准面为车轮轴向的圆形侧面,圆形侧面上具有多个辐条。第一连接件可以与辐条相连,从而实现连接板4与测量基准面的连接,进而实现光源固定件1与测量基准面的连接。
示例性地,第一连接件是与目标对象的测量基准面相匹配的连接件。例如,在上述测量基准面包括辐条的情况下,第一连接件可以是与辐条的形状相匹配的弹性夹件,该弹性夹件可以卡装在辐条上,从而实现连接板4与测量基准面的连接。
需要说明的是,对连接板4与测量基准面进行连接时,只要使得连接板4与测量基准面贴合即可,而无需对连接板4及测量基准面进行过分紧固。其原因在于,将连接板4与测量基准面贴合之后,连接板4便可以代表测量基准面,目标对象发生转动时,连接板4产生的转动角度与测量基准面的转动角度一致。由于第一光源2及第二光源3均通过光源固定件1与连接板4相连,因而测量过程中通过第一光束及第二光束可以确定连接板4产生的转动角度,也就确定了测量基准面所产生的转动角度。并且,在保证连接板4与目标对象的测量基准面贴合的前提下,本实施例也无需对连接板4与测量基准面的相对位置加以限定。例如,连接板4的中心可以与测量基准面的中心重合,也可以不与测量基准面的中心重合。
在示例性实施例中,参见图2,连接板4上还包括第一滑轨,第一滑轨的尺寸与第一连接件的尺寸相匹配,第一连接件与第一滑轨可滑动连接。如前所述,第一连接的作用为:对连接板4与测量基准面进行连接。对于不同尺寸、不同形状的测量基准面,其适用于进行连接的位置也有所不同。因此,第一连接件需要位于连接板4上的不同位置,才能实现连接板4与测量基准面的连接。正是由于第一连接件可沿第一滑轨滑动,因而第一连接件在连接板4上的位置可以发生改变,从而使得本实施例所提供的测量装置可以连接于不同目标对象的测量基准面上,从而适用于对不同目标对象的转动角度进行测量。
当然,本实施例不对第一滑轨及第一连接件的数量加以限定。连接板4上可以具有一个或多个第一滑轨,一个第一滑轨上可以连接有一个或多个第一连接件。响应于连接板4上具有多个第一滑轨,则在连接板4与测量基准面之间所需的连接强度较小时,多个第一滑轨中可以有一部分第一滑轨不与第一连接件相连,而在连接板4与测量基准面之间所需的连接强度较大时才与一个或多个第一连接件相连。
在示例性实施例中,参见图3,第一连接件包括夹片及螺栓,夹片上包括贯穿夹片的贯穿孔。贯穿孔的内径及第一滑轨的内径均与螺栓的外径相匹配,螺栓依次穿过第一滑轨、目标对象及贯穿孔。示例性地,在对第一连接件与测量基准面进行连接时,可以先将螺栓依次穿过第一滑轨、目标对象及贯穿孔,但不对螺栓进行紧固。之后,将夹片调整至合适的位置,以保证螺栓紧固之后夹片可在该位置提供足够的连接强度。在完成夹片位置的调整之后,再对螺栓进行紧固,从而使得目标对象夹装于第一滑轨及夹片之间,实现了连接板4与测量基准面的连接。参见图3,在目标对象为车轮的情况下,夹片对应的合适位置可以是车轮径向的相邻辐条之间。
在示例性实施例中,参见图4,测量装置还包括:第二连接件5,第二连接件5的一端与连接板4可转动连接,第二连接件5的另一端与光源固定件1连接。由于第二连接件5的一端与连接板4可转动连接,而另一端与光源固定件1连接,因而第二连接件5通过转动便可对光源固定件1的位置进行调节,从而影响第一光源2所发射的第一光束的指向,以及第二光源3所发射的第二光束的指向。也就是说,第二连接件5可用于调整第一光束及第二光束的指向。
示例性地,在使用过程中,需要先使得第二连接件5与连接板4之间处于可以产生相对转动的状态,再通过调节第二连接件5来使得第一光束及第二光束的指向满足要求。之后,可以对第二连接件5与连接板4之间进行紧固,以使得第一光束及第二光束保持在满足要求的指向上不变。
示例性地,参见图4,第二连接件5与连接板4相连的一端上可具有贯穿第二连接件5的贯穿孔,连接板4上可具有与该贯穿孔相匹配的销。将连接板4上的销穿过第二连接件5上的贯穿孔,即可使得第二连接件5绕销转动,从而实现了第二连接件5与连接板4之间的可转动连接。
另外,参见图4,在示例性实施例中,连接板4上还包括弧形滑轨,装置还包括与该弧形滑轨的尺寸相匹配的第三连接件。该第三连接件的一端与第二连接件5相连,另一端穿过连接板4上的弧形滑轨与连接板4连接。在第二连接件5被调整至不同指向时,则第二连接件5与连接板4的接触位置也有所不同,因而需要在不同的接触位置处对第二连接件5与连接板4进行紧固。由于第三连接件与弧形滑轨的尺寸相匹配,因而第三连接件可以位于弧形滑轨中的任一位置处,从而可以在第二连接件5处于不同指向时均对第二连接件5与连接板4进行固定。示例性地,第三连接件可以是螺栓。
以光源固定件1为水平杆为例,则第二连接件5需要被调整至垂直于目标对象所在地面,才能使得光源固定件1所固定的第一光源2及第二光源3发射指向满足要求的光束。示例性地,本实施例可以通过铅锤来调整第二连接件5与目标对象所在地面之间的垂直关系。其中,可以先将第二连接件5调整至与铅锤平行,由于铅锤垂直于地面,因而第二连接件5也垂直于地面。之后,再通过第三连接件对第二连接件5及连接板4进行紧固,从而使得第二连接件5能够在后续测量转动角度的过程中持续保持垂直于地面的方向不变。
在示例性实施例中,参见图5,第二连接件5上包括第二滑轨,装置还包括:调节元件6。第二滑轨的尺寸与调节元件6的尺寸相匹配,调节元件6的一侧与第二滑轨可滑动连接,调节元件6的另一侧与光源固定件1连接。其中,由于调节元件6与光源固定件1连接,因而在调节元件6沿第二滑轨滑动时,可以带动光源固定件1一起沿第二滑轨滑动,从而改变光源固定件1与连接板4之间的间距,使得测量装置适用于对不同尺寸的目标对象进行转动角度的测量。例如,对于尺寸较小的目标对象,可以通过调节元件6缩短光源固定件1与连接板4之间的间距,而对于尺寸较大的目标对象,可以通过调节元件6增大光源固定件1与连接板4之间的间距。在完成光源固定件1与连接板4之间的间距调整之后,可以通过螺栓将调节元件6与第二连接件5固定连接,则调整元件不会继续沿第二滑轨滑动,从而使得光源固定件1与连接板4之间的间距保持不变。
需要说明的是,在图5所示的情况中,第二连接件5上的第二滑轨是贯穿第二连接件5的滑轨,调节元件6在第二滑轨以内滑动。因此,第二滑轨的尺寸与调节元件6的尺寸相匹配是指:第二滑轨的内径与调节元件6的外径相匹配。示例性地,除了图5所示的情况以外,第二滑轨也可以是突出于第二连接件5平面的滑轨,例如“工”字形滑轨,则调节元件6是可以卡装于该“工”字形滑轨上并进行滑动的元件。因此,第二滑轨的尺寸与调节元件6的尺寸相匹配可以是指:第二滑轨的外壁与调节元件6的内壁相匹配。
另外,除了上述第二连接件5上具有第二滑轨、调节元件6可沿第二滑轨滑动的情况以外,本实施例也可以采用调节元件6上设置有第三滑轨、第二连接件5可沿第三滑轨滑动的方式,来实现第二连接件5及调节元件6的相对滑动,从而实现光源固定件1与连接板4之间的间距调节。
基于上述图1-5所示的测量装置,本实施例提供了一种转动角度的测量方法,该测量方法可应用于处理器中。参见图6,该方法包括:
步骤601,响应于连接有测量装置的目标对象处于第一状态,获取第一光源发射的第一光束在第一平面上的第一投影点,以及第二光源发射的第二光束在第二平面上的第二投影点,第一平面及第二平面相互垂直。
其中,对于连接有测量装置的目标对象,可以将该目标对象放置于第一平面之前的第二平面上,在放置时需要使得测量基准面与第一平面相垂直,以便于第一光源发射的第一光束可在第一平面上投影得到第一投影点,且第二光源发生的第二光束可在第二平面上投影得到第二投影点。
以目标对象为车轮为例,对车轮的转动角度进行测量时,可以将车轮所在的车辆驾驶至第一平面之前的第二平面上,保持方向盘转角为0度,并令车辆的纵向(也就是车辆的行驶方向)对称轴与第一平面相垂直。由于方向盘转角为0度时车轮与车辆的纵向对称轴平行,因此车轮也与第一平面相互垂直。
示例性地,第一平面可以是墙面,第二平面可以是地面。或者,参见图7,本实施例在将目标对象放置于第一平面之前的第二平面上时,可以在第二平面上将目标对象垫起至参考高度。本实施例不对参考高度加以限定,例如,该参考高度可以是20cm(单位:厘米),也可以是其他根据需要或经验设置的高度。将目标对象垫起参考高度的作用在于:增加第一光束在第一平面上的投影点与第二平面之间的距离,便于对投影点的测量,提高测量精度。
如图7所示,开启第一光源,则第一光源会发射平行于测量基准面及第二平面的第一光束,该第一光束可投影在目标对象之前的第一平面上。相应地,开启第二光源,则第二光源会发生平行于测量基准面且垂直于第二平面的第二光束,该第二光束可投影在目标对象所在的第二平面的上。可以理解的是,响应于将目标对象垫起至参考高度,则第二光束所投影的第二平面是指参考高度的第二平面。
在第一光源及第二光源均发射光束之后,便可在目标对象处于第一状态时,获取第一光束在第一平面上的第一投影点,以及第二光束在第二平面上的第二投影点。需要说明的是,该第一状态可以是对目标对象进行放置之后,目标对象测量基准面垂直于第一平面的状态,也可以是目标对象在被放置之后已经发生转动的其他状态。参见图7,第一光束在第一平面上的第一投影点即为p1。参见图8,第二光束在第二平面上的第二投影点即为点p2,点p2与目标对象前方第一平面的间距为l。
可以理解的是,在对目标对象进行放置、开启光源之前,本实施例还需要对测量装置及目标对象进行连接,以便于得到连接有测量装置的目标对象。进行连接时,首先通过第一连接件对连接板及目标对象的测量基准面进行固定,使得连接板与测量基准面相互贴合。因此,连接板与测量基准面所形成的转动角度一致,连接板可以代表测量基准面,因而通过测量连接板的转动角度即可确定目标对象的转动角度。
之后,将第二连接件的指向调整至与铅锤方向一致,将第二连接件一端的孔穿过连接板上所具有的销,再通过第三连接件对第二连接件及连接板进行固定。对于第二连接件的另一端,需要与调节元件相连。将调节元件沿第二连接件上的第二滑轨上下滑动,确定调节元件的位置后对第二连接件及调节元件进行固定。
另外,调节元件还与光源固定件相连,该光源固定件可以是水平指向的杆。调节元件上可以加工有基准面,以保证垂直于第二平面的第二连接件以及水平于第二平面的光源固定件之间的垂直关系。光源固定件上同侧的两端分别固定有第一光源及第二光源,通过上述安装过程,可以使得第一光源所发射的第一光束平行于测量基准面且平行于第二平面,第二光源所发射的第二光束平行于测量基准面且垂直于第二平面。
步骤602,响应于目标对象转动至第二状态,获取第一光束在第一平面上的第三投影点,以及第二光束在第二平面上的第四投影点。
在测量过程中,可以通过人工或辅助设备对目标对象进行转动,本实施例不对目标对象的转动方式加以限定。以目标对象为车轮为例,则令目标对象进行转动的方式可以是转动车轮所在的车辆的方向盘,使得方向盘转角发生改变,从而可实现车轮的转动。
无论通过何种方式转动目标对象,在目标对象发生转动之后,可以进一步获取第一光束在第一平面上的第三投影点p1’,以及第二光束在第二平面上的第四投影点p2’。可以理解的是,目标对象所发生的转动可以是顺时针方向的转动,也可以是逆时针方向的转动。其中,在发生顺时针转动的情况下,第一光束的投影变化可参见图9,第二光束的投影变化可参见图10及图11。在发生逆时针转动的情况下,第一光束的投影变化可参见图12,第二光束的投影变化可参见图13及图14。
步骤603,基于第一投影点、第二投影点、第三投影点及第四投影点,确定目标对象在第一状态及第二状态之间的转动角度。
在获取到第一投影点、第二投影点、第三投影点及第四投影点之后,可以将四个投影点投影至同一平面中,从而根据四个投影点之间的相对关系计算得到目标对象在第一状态及第二状态之间的转动角度。
在示例性实施例中,根据第一投影点、第二投影点、第三投影点及第四投影点确定目标对象的转动角度,包括:
步骤6031,确定第一投影点及第三投影点在第一方向上的第一间距,第一方向是平行于第一平面及第二平面的方向。
参见图9或图12,第一投影点p1及第三投影点p1’在第一方向上的第一间距即为l1。第一方向是平行于第一平面及第二平面的方向,以目标对象为车轮为例,第一方向即为垂直于车辆纵向对称轴的方向。
步骤6032,确定第二投影点与第一平面在第二方向上的第二间距,第二方向是垂直于第一平面且平行于第二平面的方向。
参见图7,第二投影点p2与第一平面在第二方向上的第二间距即为l。第二方向是垂直于第一平面且平行于第二平面的方向,以目标对象为车轮为例,第二方向即为车辆纵向对称轴所在的方向。可以看出,第一方向及第二方向是相互垂直的两个方向。
步骤6033,确定第二投影点与第四投影点在第一方向上的第三间距,以及第二投影点与第四投影点在第二方向上的第四间距。
第二投影点p2与第四投影点p2’在第一方向上的第三间距即为l3,在第二方向上的第四间距即为l2。在确定第三间距和第四间距时,可以将第二投影点p2作为原点o。参见图10、图11、图13及图14,将第一方向及第二方向分别作为x轴及y轴,从而建立坐标系。之后,基于所建立的坐标系对第三间距和第四间距进行确定,以保证间距确定的准确性。
需要说明的是,在确定上述第一间距、第二间距、第三间距以及第四间距时,本实施例可以通过人工测量的方式进行测量,也可以通过其他方式进行测量,本实施例对测量间距的方式不加以限定。
步骤6034,根据第一间距、第二间距、第三间距及第四间距计算得到目标对象的转动角度。
在根据第一间距l1、第二间距l、第三间距l3及第四间距l2进行计算时,可以根据四个间距之间的相对位置关系,确定与转动角度相关的三角函数,从而通过三角函数计算得到目标对象的转动角度。在示例性实施例中,根据第一间距、第二间距、第三间距及第四间距计算得到目标对象的转动角度,包括:
根据第一间距、第二间距、第三间距及第四间距,按照如下的公式计算得到目标对象的转动角度:
其中,θ为目标对象的转动角度,l为第二间距,l1为第一间距,l3为第三间距,l2为第四间距。
需要说明的是,在进行计算时,需要根据四个间距之间的位置关系对四个间距的正负号分别进行确定,包括如下四种情况:
第一种情况:参见图10,第四投影点位于上述坐标系中的左上象限,l、l1及l3对应的符号均为正号,l2对应的符号为负号,则按照如下的公式进行转动角度的计算:
第二种情况:参见图11,第四投影点位于上述坐标系中的左下象限,l、l1、l2及l3对应的符号均为正号,则按照如下的公式进行转动角度的计算:
上述第一种情况及第二种情况均为目标对象沿前进方向向右侧(即上文中的顺时针)发生转动对应的情况。能够看出,第一种情况及第二种情况下,第四投影点均位于坐标系中的左侧象限,而不位于坐标系中的右侧象限。
第三种情况:参见图13,第四投影点位于上述坐标系中的右下象限,l、l1、l2及l3对应的符号均为正号,则按照如下的公式进行转动角度的计算:
第四种情况:参见图14,第四投影点位于上述坐标系中的右上象限,l、l1及l3对应的符号均为正号,l2对应的符号为符号,则按照如下的公式进行转动角度的计算:
上述第三种情况及第四种情况均为目标对象沿前进方向向左侧(即上文中的逆时针)发生转动对应的情况。能够看出,第三种情况及第四种情况下,第四投影点均位于坐标系中的右侧象限,而不位于坐标系中的左侧象限。
综上所述,本实施例所提供的测量装置结构简单、安装方便且便于携带,测量精度受环境影响较小,适用性较强。由于测量装置中无需采用传感器,因而装置的成本也较低。
在本实施例中,不仅将针对目标对象的测量转换为针对光源固定件的测量,还通过第一光源及第二光源所发射的光束对光源固定件发生的转动进行扩大,从而可通过光束之间的投影关系计算得到转动角度。该测量装置降低了转动角度的测量难度、提高了转动角度的测量效率,还保证了转动角度的测量准确性。
参见图15,本申请实施例还提供了一种转动角度的测量装置,该装置包括:
第一获取模块1501,用于响应于连接有测量装置的目标对象处于第一状态,获取第一光源发射的第一光束在第一平面上的第一投影点,以及第二光源发射的第二光束在第二平面上的第二投影点,第一平面及第二平面相互垂直。
第二获取模块1502,用于响应于目标对象转动至第二状态,获取第一光束在第一平面上的第三投影点,以及第二光束在第二平面上的第四投影点。
确定模块1503,用于基于第一投影点、第二投影点、第三投影点及第四投影点,确定目标对象在第一状态及第二状态之间的转动角度。
在示例性实施例中,确定模块1503,用于确定第一投影点及第三投影点在第一方向上的第一间距,第一方向是平行于第一平面及第二平面的方向;确定第二投影点与第一平面在第二方向上的第二间距,第二方向是垂直于第一平面且平行于第二平面的方向;确定第二投影点与第四投影点在第一方向上的第三间距,以及第二投影点与第四投影点在第二方向上的第四间距;根据第一间距、第二间距、第三间距及第四间距计算得到目标对象的转动角度。
在示例性实施例中,确定模块1503,用于根据第一间距、第二间距、第三间距及第四间距,按照如下的公式计算得到目标对象的转动角度:
其中,θ为目标对象的转动角度,l为第二间距,l1为第一间距,l3为第三间距,l2为第四间距。
上述所有可选技术方案,可以采用任意结合形成本申请的可选实施例,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的实施例,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。