專利名稱：一種采用光尺測量運(yùn)動物體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬激光測量方法技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
眾所周知，激光可以測量物體的距離，小物體可以放到激光3D掃描儀器進(jìn)行掃描，通過計算機(jī)對激光的返回信號采集，用計算機(jī)軟件對該信號處
理后，復(fù)制出3D圖，gp， Z二F(x，y)的數(shù)學(xué)函數(shù)，目前大的建筑物也可以用激光3D掃描儀對該物體進(jìn)行復(fù)制出3D圖。目前對物體的測量方法難以適應(yīng)測量大物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)，如大壩表面變形，山體滑坡表面變形，及橋梁等的變形，它們的測量時間相對較長，可能幾個小時， 一天， 一周， 一月進(jìn)行一次測量，由于它們的測量點(diǎn)很多，普通測量方法難以掌握物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為了克服現(xiàn)有測量方法難以掌握物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)的不足之處而提供一種能夠掌握物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)，尤其是能夠掌握大型物體表面不規(guī)則的運(yùn)動規(guī)律的光尺測量運(yùn)動物體的方法。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案來實現(xiàn)的。
本發(fā)明由一個電腦(或者電子處理器)和光尺(激光距離傳感器)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)，光尺放置在被測量物體的另一端，被測量物體作平面運(yùn)動，在一定的時間范圍內(nèi)，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點(diǎn)進(jìn)行不少于一次采樣，得到被測量物體的不同距離，由電腦軟件繪出物體不規(guī)則運(yùn)動的軌跡，，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體的時間運(yùn)動規(guī)律。
當(dāng)被測量物體由很大的表不規(guī)則面組成，而且有很多被測點(diǎn)時，要想找出表面不規(guī)則運(yùn)動函數(shù)，本發(fā)明采用不少于一臺光尺,每一臺光尺不少于一個測量
點(diǎn);在每一臺光尺的測量基準(zhǔn)點(diǎn)處安裝一個鉸式機(jī)械臂，機(jī)械臂由電腦控制并可帶動光尺作左右，上下轉(zhuǎn)動；由電腦將左右，上下轉(zhuǎn)動角記憶，在一定的時間范 圍內(nèi)，分別對被測量物體(l)進(jìn)行重復(fù)測量，獲得被測量物體在不同時間的不同 位置，得到被測量物體表面運(yùn)動不規(guī)則的時間運(yùn)動規(guī)律。，
本發(fā)明的有益效果是，通過本發(fā)明方法獲得的數(shù)據(jù)，能夠掌握物體表面不規(guī) 則的運(yùn)動函數(shù)，尤其是能夠掌握大型物體表面不規(guī)則的運(yùn)動規(guī)律的光尺測量運(yùn) 動物體的方法。對于測量巻揚(yáng)起重機(jī)的提升高度，或者掌握大壩表面變形，山體 滑坡表面變形，及橋梁結(jié)構(gòu)變形等，具有重要的實際意義。
下面結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步闡述本發(fā)明內(nèi)容。


圖1為被測量物體作平面運(yùn)動示意圖2為測量不規(guī)則物體示意圖。
具體實施方式
:如圖l，本發(fā)明由一個電腦2和光尺3組成，由電腦控制光尺， 將光尺的固定端作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)4，光尺放置在被測量物體1的另一端，被測量 物體1作平面運(yùn)動，在一定的時間范圍內(nèi)，對被測量物體上選擇的一個或一個 以上被測量點(diǎn)進(jìn)行不少于一次采樣，得到被測量物體1的不同距離，由電腦軟 件繪出物體不規(guī)則運(yùn)動的軌跡,，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被 測量物體的時間運(yùn)動規(guī)律。
如圖2，當(dāng)被測量物體1由很大的表不規(guī)則面組成，而且有很多被測點(diǎn)時， 要想找出表面不規(guī)則運(yùn)動函數(shù)，采用不少于一臺光尺3,每一臺光尺不少于一個 測量點(diǎn);在每一臺光尺的測量基準(zhǔn)點(diǎn)4處安裝一個鉸式機(jī)械臂5，機(jī)械臂5由電 腦控制并可帶動光尺3作左右，上下轉(zhuǎn)動；由電腦將左右，上下轉(zhuǎn)動角記憶，在 一定的時間范圍內(nèi)，分別對被測量物體(l)進(jìn)行重復(fù)測量，獲得被測量物體在不 同時間的不同位置，得到被測量物體表面運(yùn)動不規(guī)則的時間運(yùn)動規(guī)律如果被測量物體由很大的表面組成，而且有很多被測點(diǎn)，要想找出表面不 規(guī)則運(yùn)動函數(shù)，機(jī)械臂可以由電腦控制左右，上下轉(zhuǎn)動，上下轉(zhuǎn)動角由電腦控 制機(jī)械臂的轉(zhuǎn)動電機(jī)將轉(zhuǎn)動角記憶到電腦中，由光尺對多個被測點(diǎn)進(jìn)行測量， 得到不同的距離，由于距離與轉(zhuǎn)動角被確定，電腦軟件可以繪出點(diǎn)A，在整定一 定的時間后對該點(diǎn)再進(jìn)行測量，得到另一個時間的點(diǎn)A'，這樣大體積的表面運(yùn) 動函數(shù)就可以找出。
光尺抓軌器與激光3D掃描儀器的原理相同，都是利用激光可以測量物體的 距離，但是不同的地方是激光3D掃描儀找出物體的三維空間靜態(tài)關(guān)系，而光尺 抓軌器找出的是物體運(yùn)動空間與時間的動態(tài)關(guān)系，在選擇一個測量基準(zhǔn)點(diǎn)后， 確定好被測點(diǎn)，通過計算機(jī)對激光被測點(diǎn)的返回信號采集，用計算機(jī)軟件對該
信號處理后，找出物體的運(yùn)動規(guī)律(運(yùn)動時間函數(shù))，如測量物體最簡單的不 規(guī)則運(yùn)動函數(shù)直線運(yùn)動，將光尺抓軌器的測量時間整定在相同時間內(nèi)，測量
到物體某一點(diǎn)的運(yùn)動距離yl， y2， y3*......，由此構(gòu)成Y寸(t)的運(yùn)動函數(shù)。
最簡單的應(yīng)用是測量巻揚(yáng)起重機(jī)的提升高度。由于巻揚(yáng)起重機(jī)的提升高度是
一個非線性函數(shù)，僅僅依靠角編碼計算出高度誤差很大，沒有實際意義，必須
通過光尺抓軌器將運(yùn)動函數(shù)Y二F(t)找出，其中巻揚(yáng)起重機(jī)的轉(zhuǎn)動角9可以通過 角編碼傳到計算機(jī)里得到。通過變換將Y^F(t)函數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)閅二F(e)函數(shù)固化在 巻揚(yáng)起重機(jī)的控制電腦中，在今后的使用中將得到十分精確的高度。
測量大物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)，如大壩表面變形，山體滑坡表面變形， 及橋梁等的變形，它們的測量時間相對較長，可能幾個小時， 一天， 一周，一 月進(jìn)行一次測量，由于它們的測量點(diǎn)很多，但是仍然可以采用光尺抓軌器找出 它們的非線性運(yùn)動函數(shù)，我們可以選擇一個或者多個測量基準(zhǔn)點(diǎn)進(jìn)行測量，被 測點(diǎn)可以根據(jù)需要確定，選擇n個代表點(diǎn)，由于面是由多個點(diǎn)組成，在被測量點(diǎn)的Y二F(t)的運(yùn)動函數(shù)就可以由計算機(jī)得到。在被測點(diǎn)數(shù)量變得很多時，可以 夠成一個變化不規(guī)則的平面，即不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)S二F(t)。同樣，可以采用一 個或者多個光尺抓軌器，對多個平面內(nèi)不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)S二F(t)進(jìn)行測量。夠 成一個立體內(nèi)不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)V=F(t)。
權(quán)利要求
1、一種采用光尺測量運(yùn)動物體的方法,特征在于，本發(fā)明由一個電腦(2)和光尺(3)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)(4)，光尺放置在被測量物體(1)的另一端，被測量物體(1)作平面運(yùn)動，在一定的時間范圍內(nèi)，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點(diǎn)進(jìn)行不少于一次采樣，得到被測量物體(1)的不同距離，由電腦軟件繪出物體不規(guī)則運(yùn)動的軌跡，，從而獲得物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體的時間運(yùn)動規(guī)律。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用光尺測量運(yùn)動物體的方法，其特征在于，當(dāng)被測量物體(l)由很大的表不規(guī)則面組成，而且有很多被測點(diǎn)時，要想找出表面不規(guī)則運(yùn)動函數(shù)，采用不少于一臺光尺(3),每一臺光尺不少于一個測量點(diǎn)；在每一臺光尺的測量基準(zhǔn)點(diǎn)(4)處安裝一個鉸式機(jī)械臂(5)，機(jī)械臂(5)由電腦控制并可帶動光尺(3)作左右，上下轉(zhuǎn)動；由電腦將左右，上下轉(zhuǎn)動角記憶，在一定的時間范圍內(nèi)，分別對被測量物體(l)進(jìn)行重復(fù)測量,獲得被測量物體在不同時間的不同位置，得到被測量物體不規(guī)則表面的時間運(yùn)動規(guī)律。
全文摘要
一種采用光尺測量運(yùn)動物體的方法，本發(fā)明由一個電腦(2)和光尺(3)組成，由電腦控制光尺，將光尺的固定端作為測量基準(zhǔn)點(diǎn)(4)，光尺放置在被測量物體(1)的另一端，被測量物體(1)作平面運(yùn)動，在一定的時間范圍內(nèi)，對被測量物體上選擇的一個或一個以上被測量點(diǎn)進(jìn)行不少于一次采樣，得到被測量物體(1)的不同距離；通過本發(fā)明方法獲得的數(shù)據(jù)，能夠掌握物體表面不規(guī)則的運(yùn)動函數(shù)，尤其是能夠掌握大型物體表面不規(guī)則的運(yùn)動規(guī)律的光尺測量運(yùn)動物體的方法。對于測量卷揚(yáng)起重機(jī)的提升高度，或者掌握大壩表面變形，山體滑坡表面變形，及橋梁結(jié)構(gòu)變形等，具有重要的實際意義。
文檔編號G01B11/00GK101464135SQ20091009401
公開日2009年6月24日 申請日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者王振宇, 王虹霽 申請人:王振宇;王虹霽