测高测距装置及测量方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及测量设备技术领域，特别涉及一种测高测距装置及测量方法。
【背景技术】
[0002] 激光测距仪是一种广泛使用的仪器，当前激光测距仪的原理是让激光器发射一束 脉冲或者连续的激光辐照到待测目标，经过一定时间后，激光束辐照到待测目标并被反射， 然后由测距仪接收，将光速与时间相乘并除以二即可得到测距仪与待测目标的距离，但是， 该种激光测距仪测量反射后的激光能量，光程长，测量距离受到限制；此外，当距离较大时， 采用该种激光测距仪必须使入射激光束与待测目标表面垂直以增强反射光，加大了测量难 度。
【发明内容】
[0003] 为了解决现有技术的问题，本发明目的之一是提供一种测高测距装置，其结构简 单，便于远距离的两个测量点之间的测高测距。
[0004] 本发明的另一目的在于提供一种测高测距装置的测量方法。
[0005] 基于上述问题，本发明提供的技术方案是：
[0006] 测高测距装置，包括分别置于测量高点和测量低点的激光信号发生模块和激光信 号接收模块；
[0007] 所述激光信号发生模块包括第一激光器、第二激光器、第一可调底座、及设置在所 述第一可调底座上的平面反射镜、第一水平仪、第一角度仪和信号发送器，所述平面反射镜 与所述第一、第二激光器相对设置，所述第一、第二激光器发出的第一、第二激光束之间具 有夹角，所述第一水平仪、第一角度仪与所述信号发送器信号连接，所述第一可调底座的底 部设有第一可调支撑；
[0008] 所述激光信号接收模块包括第二可调底座、及设置在所述第二可调底座上的微计 算机、信号接收器、第二水平仪、第二角度仪和用于接收第一、第二激光束反射光束的CCD 相机，所述CCD相机与所述平面反射镜相对设置，所述CCD相机、信号接收器与所述微计算 机电连接，所述第二可调底座的底部设有第二可调支撑。
[0009] 在其中的一个实施例中，所述第一、第二激光器为氦氖激光器，所述第一、第二激 光器发出的第一、第二激光束呈直径为100~500微米的圆柱状，所述第一、第二激光束的 功率为〇. 5~2晕瓦。
[0010] 在其中的一个实施例中，所述第一激光束中心线到所述平面反射镜的入射角ai 为16~35度，所述第二激光束中心线到所述平面反射镜的入射角α2为15~30度，所述 入射角α2比所述入射角a/j、1~5度。
[0011] 在其中的一个实施例中，所述平面反射镜垂直设置在所述第一可调底座上，所述C⑶相机垂直设置在所述第二可调底座上。
[0012] 在其中的一个实施例中，所述第一可调支撑和所述第二可调支撑分别包括四个可 调支撑脚。
[0013] 基于以上问题，本发明提供的另一技术方案为：
[0014] 测高测距装置的测量方法，包括以下步骤：
[0015] (1)将激光信号发生模块放置在位置较高的测量点，将激光信号接收模块放置在 位置较低的测量点，将CCD相机面向平面反射镜；
[0016] (2)调节第一可调底座底部的第一可调支撑，通过读取第一水平仪的数值，将第一 可调底座调节至水平；调节第二可调底座底部的第二可调支撑，通过读取第二水平仪的数 值，将第二可调底座调节至水平；
[0017] (3)开启第一激光器和第二激光器，第一激光器和第二激光器发出的第一激光束 和第二激光束同时辐照至平面反射镜，调节第一可调支撑使第一可调底座绕Y轴转动，使 第一激光束和第二激光束反射至CCD相机，通过第一角度仪读取此时第一可调底座与水平 面的夹角β，信号发送器将第一可调底座与水平面的角度参数β发送至信号接收器，信号 接收器通过数据线将角度参数β发送至微计算机并显示，根据角度参数β调节第二可调 支撑使第二可调底座绕Υ轴转动，使第二角度仪显示的角度数值与β-致；
[0018] (4)获取第一激光束和第二激光束中心线在平面反射镜上入射点之间的距离s， 第一激光束和第二激光束的反射激光束中心线在CCD相机上接收点之间的距离V，通过 微计算机计算两个测量点之间的直线距离d、水平距离dx及相对高度h，计算公式为：
[0019]
[0020] dx= d*cos ( α厂β )
[0021] h = d*sin(a「0)
[0022] 式中：
[0023] ai，第一激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；
[0024] a2，第二激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；
[0025] β，经步骤（3)调节后第一可调底座、第二可调底座与水平面的夹角；
[0026] s，第一激光束和第二激光束中心线在平面反射镜上入射点之间的距离；
[0027] ^，第一激光束和第二激光束的反射激光束中心线在(XD相机上接收点之间的 距离；
[0028] d，两个测量点之间的直线距离；
[0029] dx，两个测量点之间的水平距离；
[0030] h，两个测量点之间的相对高度。
[0031] 与现有技术相比，本发明的优点是：
[0032] 采用本发明的技术方案，该装置结构简单，操作方便，适合远距离、大高度的两个 测量点之间的测高测距。
【附图说明】
[0033] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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。
[0034] 图1为本发明测高测距装置实施例的结构示意图；
[0035] 图2为本发明中计算公式中各参数的示意图；
[0036] 其中：
[0037] 100、激光信号发生模块；101、第一激光器；102、第二激光器；103、激光束；104、第 二激光束；105、平面反射镜；106、第一水平仪；107、第一角度仪；108、信号发送器；109、第 一可调底座；110、第一可调支撑；
[0038] 200、激光信号接收模块；201、CCD相机；202、微计算机；203、数据线；204、信号接 收器；205、第二水平仪；206、第二角度仪；207、第二可调底座；208、第二可调支撑；
[0039]ai、第一激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；
[0040] α2、第二激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；
[0041]β、调节后第一可调底座与水平面的夹角；
[0042] s、第一激光束和第二激光束中心线在平面反射镜上入射点之间的距离；
[0043]^、第一激光束和第二激光束的反射激光束中心线在(XD相机上接收点之间的 距离。
【具体实施方式】
[0044] 以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明 本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做 进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
[0045] 参见图1，为本发明的结构示意图，提供一种测高测距装置，包括分别置于测量高 点和测量低点的激光信号发生模块1〇〇和激光信号接收模块200,其中激光信号发生模块 100包括第一激光器101、第二激光器102、第一可调底座109及设置在第一可调底座109上 的平面反射镜105、第一水平仪106、第一角度仪107和信号发送器108,平面反射镜105与 第一激光器101、第二激光器102相对设置，第一激光器101、第二激光器102发出的第一激 光束103、第二激光束104之间具有夹角，第一水平仪106和第一角度仪107均与信号发送 器108信号连接，在第一可调底座109的底部设有第一可调支撑110,第一可调支撑110包 括四个可调支撑脚；激光信号接收模块200包括第二可调底座207、及设置在第二可调底座 207上的微计算机202、信号接收器204、第二水平仪205、第二角度仪206和C⑶相机201， 其中CCD相机201与平面反射镜105相对设置用于接收第一激光束103、第二激光束104的 反射光束，C⑶相机201、信号接收器204与微计算机202电连接，在第二可调底座207的底 部设有第二可调支撑208,第二可调支撑208包括四个可调支撑脚。
[0046] 本例中，第一激光器101和第二激光器102均为氦氖激光器，第一激光器101、第二 激光器102发出的第一激光束103、第二激光束104呈直径为100~500微米的圆柱状，第 一激光束103和第二激光束104的功率为0. 5~2毫瓦。
[0047] 第一激光束103中心线到平面反射镜105的入射角a16~