一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法，特別是一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè) 量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)中測(cè)量是使測(cè)量物體中心和被測(cè)物體中心在同一條鉛垂線上，是測(cè)量工作的一 種基本操作方法，目前主要有垂球?qū)χ蟹ê凸鈱W(xué)對(duì)中器對(duì)中法。垂球?qū)χ蟹ㄊ且源骨蚓€作 為儀器豎軸的延伸，利用垂球線在地心引力作用下的鉛垂性進(jìn)行測(cè)量。采用腳螺絲調(diào)平儀 器時(shí)對(duì)垂球尖的位置不產(chǎn)生影響，故不存在所謂的"安平破壞對(duì)中"現(xiàn)象。垂球?qū)χ蟹ǔＲ?受到風(fēng)力、架面傾斜等多種因素的影響，對(duì)中精度低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明目的在于提供一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法，解決以往垂球 對(duì)中方法的對(duì)中精度和可靠性不高的問題。
[0004] 一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法，其具體步驟為： 第一步搭建光學(xué)對(duì)中裝置 光學(xué)對(duì)中裝置包括：對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元、對(duì)中顯示單元、LED燈和無線接收及顯 示單元。其中，對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元包括：C⑶驅(qū)動(dòng)模塊、線陣(XD、A/D轉(zhuǎn)換芯片、CPLD 芯片和數(shù)據(jù)接收與發(fā)送模塊；對(duì)中顯示單元包括：校零模塊、信號(hào)發(fā)送變換模塊、單片機(jī)、 數(shù)據(jù)接收接口芯片、信號(hào)接收變換模塊和顯示器A;無線接收及顯示單元包括：CPU、電源、 顯示器B和無線數(shù)據(jù)接收模塊。
[0005] 對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元的輸出端與無線接收及顯示單元的輸入端連接，LED燈 的輸出端與對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元的輸入端連接，對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元和對(duì)中顯示 單元雙向連接。
[0006] 對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元中，C⑶驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端與線陣(XD的輸入端連接，線 陣CCD的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片的輸出端與CPLD芯片的輸入 端連接，CPLD芯片的輸出端分別與CCD驅(qū)動(dòng)模塊和數(shù)據(jù)接收與發(fā)送模塊的輸入端連接。
[0007] 對(duì)中顯示單元中，校零模塊的輸出端、數(shù)據(jù)接收接口芯片的輸出端、信號(hào)接收變換 模塊的輸出端均與單片機(jī)的輸入端連接，單片機(jī)的輸出端分別與信號(hào)發(fā)送變換模塊的輸出 端和顯示器的輸出端連接。
[0008] 無線接收及顯示單元中，CPU的輸出端與顯示器的輸入端連接，電源的輸出端和無 線數(shù)據(jù)接收模塊的輸出端均與CPU的輸入端連接。
[0009] 第二步對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元提供測(cè)量數(shù)據(jù)解析結(jié)果，并通過數(shù)據(jù)接收與發(fā) 送模塊發(fā)送對(duì)中數(shù)據(jù)信息 LED燈為對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元提供N型目標(biāo)。對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元實(shí)現(xiàn)N型 目標(biāo)成像，并測(cè)量解算得到N型目標(biāo)的兩個(gè)豎邊距中心斜邊的偏移量。測(cè)量解算是通過光 學(xué)成像鏡頭使N型目標(biāo)成像到線陣CCD上。線陣CCD的像面垂直于N型目標(biāo)。根據(jù)對(duì)應(yīng)的C⑶像元之間的距離和N型目標(biāo)兩個(gè)豎邊的中心距離得到物象放大比例：
(1) 式中，S's為物象放大比例；巧、J喊〇 分別為信號(hào)中心對(duì)應(yīng)的CCD像元值;g d為N型 目標(biāo)兩個(gè)豎邊的中心距離。
[0010] 根據(jù)信號(hào)中心所對(duì)應(yīng)的CCD像元值，零位坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的像元值，以及物象放大比例 系數(shù)，得到靶面中點(diǎn)相對(duì)光學(xué)接收鏡頭光軸X方向的坐標(biāo)：
(2) 式中，為零位坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的像元值。
[0011] 根據(jù)N型目標(biāo)豎邊和斜邊的夾角信號(hào)中心所對(duì)應(yīng)的(XD像元值，以及物象放 大比例系數(shù)，得到靶面中點(diǎn)相對(duì)鏡頭光軸Y方向的坐標(biāo)：
(3) 式中，1?，::::?為信號(hào)中心對(duì)應(yīng)的C⑶像元值;(I海誠為N型目標(biāo)豎邊和斜邊的夾角。
[0012] 第三步對(duì)中顯示單元提供光學(xué)對(duì)中信號(hào)的人機(jī)界面顯示 對(duì)中顯示單元完成對(duì)中位置LED點(diǎn)陣及數(shù)碼管顯示和校零。
[0013] 對(duì)中顯示單元通過與對(duì)中測(cè)量裝置間的數(shù)據(jù)通信將采集到的位置信息接收回對(duì) 中顯示單元內(nèi)的單片機(jī)進(jìn)行比較處理，完成后輸出至顯示器A進(jìn)行顯示。對(duì)中顯示單元的 校零功能保證了光學(xué)對(duì)中裝置在出現(xiàn)故障時(shí)快速更換任意單元并與初始零位狀態(tài)坐標(biāo)保 持一致。
[0014] 第五步無線接收及顯示單元進(jìn)行遠(yuǎn)程顯示 無線接收及顯示單元進(jìn)行對(duì)中位置信息的無線接收和LED點(diǎn)陣顯示。
[0015] 無線接收模塊對(duì)接收到的數(shù)字量信號(hào)進(jìn)行顯示轉(zhuǎn)換，將轉(zhuǎn)換后的顯示命令發(fā)送至 顯示器B進(jìn)行顯示。
[0016] 本方法避免了許多垂球?qū)χ袩o法解決的問題，而且對(duì)中的精度較高，觀測(cè)速度較 快，在要求精確測(cè)量的使用環(huán)境中，均可采用光學(xué)對(duì)中測(cè)量。本方法適用于各類軍民用特種 工程車輛，通過采用光學(xué)對(duì)中測(cè)量法能夠高效快速的為大型儀器、設(shè)備的快速轉(zhuǎn)移、運(yùn)輸?shù)?工作提供有利保障。
【附圖說明】
[0017] 圖1 一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法所述光學(xué)對(duì)中裝置示意圖； 圖2 -種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法所述光學(xué)對(duì)中裝置的對(duì)中測(cè)量及無 線發(fā)送單元示意圖； 圖3 -種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法所述光學(xué)對(duì)中裝置的對(duì)中顯示單元 示意圖； 圖4 一種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法所述光學(xué)對(duì)中裝置的無線接收及顯 示單元示意圖； 圖5 -種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法所述的N型目標(biāo)示意圖。
[0018] 1.對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元 2.對(duì)中顯示單元 3.無線接收及顯示單元 4.LED燈11.C⑶驅(qū)動(dòng)模塊12.線陣(XD13.A/D轉(zhuǎn)換芯片14.CPLD芯片15.數(shù)據(jù)接 收與發(fā)送模塊21.校零模塊22.信號(hào)發(fā)送變換模塊23.單片機(jī) 24.數(shù)據(jù)接收接口 芯片25.信號(hào)接收變換模塊26.顯示器A31.CPU32.顯示器B33.無線數(shù)據(jù)接收 模塊34.電源。
【具體實(shí)施方式】
[0019] -種基于剛?cè)徂D(zhuǎn)換平臺(tái)的光學(xué)對(duì)中測(cè)量方法，其具體步驟為： 第一步搭建光學(xué)對(duì)中裝置 光學(xué)對(duì)中裝置包括：對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1、對(duì)中顯示單元2、LED燈4和無線接收 及顯示單元3。其中，對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1包括：C⑶驅(qū)動(dòng)模塊11、線陣(XD12、A/D轉(zhuǎn) 換芯片13、CPLD芯片14和數(shù)據(jù)接收與發(fā)送模塊15 ;對(duì)中顯示單元2包括：校零模塊21、信 號(hào)發(fā)送變換模塊22、單片機(jī)23、數(shù)據(jù)接收接口芯片24、信號(hào)接收變換模塊25和顯示器A26 ; 無線接收及顯示單元3包括：CPU31、電源34、顯示器B32和無線數(shù)據(jù)接收模塊33。
[0020] 對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1的輸出端與無線接收及顯示單元3的輸入端連接，LED 燈4的輸出端與對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1的輸入端連接，對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1和 對(duì)中顯示單元2雙向連接。
[0021] 對(duì)中測(cè)量及無線發(fā)送單元1中，C⑶驅(qū)動(dòng)模塊11的輸出端與線陣(XD12的輸入端 連接，線陣CCD12的輸出端與A/D轉(zhuǎn)換芯片13的輸入端連接，A/D轉(zhuǎn)換芯片13的輸出端與 CPLD芯片14的輸入端連接，CPLD芯片14的輸出端分別與C⑶驅(qū)動(dòng)模塊11和數(shù)據(jù)接收與 發(fā)送模塊15的輸入端連接。
[0022] 對(duì)中顯示單元2中，校零模塊21的輸出端、數(shù)據(jù)接收接口芯片24的輸出端、信號(hào) 接收變換模塊25的輸出端均