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    • 专利摘要:
    本实用新型属于几何测量装置检定装置技术领域，涉及一种激光测距仪检定设备，尤其是手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统及其检定方法。包括一个长向设置的检定台，所述检定台内安装有导轨，该导轨的一端设置为固定部，滑轨中部滑动安装有移动部，所述固定部内沿检定台的宽度方向并排安装有调整平台和反射靶，其中调整平台内可活动安装待检的激光测距仪，所述激光测距仪背向激光出射位置一侧安装有一全站仪，该所述全站仪和激光测距仪的光路平行，共光路设置，所述移动部和固定部内分别安装有移动组件，该移动组件可将全站仪和激光测距仪的光路的光路经四次反射至反射靶内。
    公开号:CN214333751U
    申请号:CN202023039490.6U
    申请日:2020-12-17
    公开日:2021-10-01
    发明作者:刘红光
    申请人:Tianjin Institute Of Metrological Supervision And Testing；
    IPC主号:G01C3-00
    专利说明:
    [n0001] 本实用新型属于几何测量装置检定装置技术领域，涉及一种激光测距仪检定设备，尤其是手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统。
    [n0002] 手持式激光测距仪作为一种便携式计量器具，将激光作为载波，具备目标表面漫反射测量的特点，可通过脉冲法、相位法等方法实现空间短程距离的测量，它的测程可达200m。按照JJG 966-2010《手持式激光测距仪检定规程》的要求，在50米以上需在野外基线场检测，而基线场作为国家战略稀缺资源，大多数计量单位不具备此项条件，并且野外模式存在易受干扰、可重复性差等诸多测量难题。因此，如何在室内小空间下建立足够长的标准基线是现阶段手持式激光测距仪检定过程中所面临的关键性问题。
    [n0003] 2016年乔卫东等人(乔卫东,赵敏,刘康,等.手持式激光测距仪检定方法及系统研究 [J].计量学报,2016,(1):15-18)在16m导轨上复现50m标准长度，而王龙来(一种新型手持式激光测距仪检测装置的研制[J].中国计量,2016,(10):71-74)进一步通过三个平面镜组将基线系统的测量范围拓宽至160m。2017年李一鸣(手持式激光测距仪自动检定关键技术研究[D].天津:天津大学,2017)结合自动控制和视觉检测技术，实现了测距仪的自动检定，但系统的测量范围只达到50m。可见，当前室外和室内检测方法都无法建立测程可达200m的长度检测基准。
    [n0004] 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种在50m高精度导轨上利用三个平面反射镜进行光路折叠，实现四倍光程倍增，搭建了200m室内基线，进而可对手持式激光测距仪开展了50～200m测段的示值误差检定实验的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统。
    [n0005] 本实用新型是通过以下技术方案实现的：
    [n0006] 手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，包括一个长向设置的检定台，所述检定台内安装有导轨，该导轨的一端设置为固定部，滑轨中部滑动安装有移动部，其特征在于：所述固定部内沿检定台的宽度方向并排安装有调整平台和反射靶，其中调整平台内可活动安装待检的激光测距仪，所述激光测距仪背向激光出射位置一侧安装有一全站仪，该所述全站仪和激光测距仪的光路平行，共光路设置，所述移动部和固定部内分别安装有移动组件，该移动组件可将全站仪和激光测距仪的光路的光路经四次反射至反射靶内。
    [n0007] 进一步的，所述反射靶的反射面粘接有反射片。
    [n0008] 进一步的，所述反射靶通过直角固定块固定，垂直于轨道长度方向设置。
    [n0009] 进一步的，在待检的激光测距仪的激光出射位置至反射组件之间顺次安装有光阑一和光阑二，所述光阑一和光阑二的底部一体安装有一升降轴，该升降轴穿装在一个升降套内，所述升降轴和升降套采用螺纹配合。
    [n0010] 进一步的，所述光阑二安装在移动部内。
    [n0011] 进一步的，所述反射组件包括三个平面镜，该三个平面镜依据光路的反射次序顺次设置为平面镜一，平面镜二和平面镜三，所述平面镜一和平面镜三并排间隔设置对称安装在移动部内，平面镜二安装在固定部内，所述平面镜一和平面镜三间距为220mm，该平面镜一和平面镜三的反射面互呈夹角，该夹角角度为钝角，所述平面镜一和平面镜三可在水平面内进行摆转，调整两个平面镜的相对角度。
    [n0012] 进一步的，所述的三个平面镜位于同一水平高度，每个平面镜所在的竖直平面均与导轨延伸方向所在平面垂直。
    [n0013] 本实用新型的优点和积极效果是：
    [n0014] 本实用新型中，通过三个平面镜搭建了200m室内基线，利用全站仪标定基线长度，借助两光阑提高测距仪光路与全站仪光路的共光路调整精度，提高了标定精度和效率，完成了手持式激光测距仪在50～200m测段的示值误差检定工作。通过缩减光阑口径减小测距仪的接收光强，并通过调整靶标与其入射光线的位置关系增大全站仪的接收光强，解决了测距仪和全站仪在部分测段无法正常测距的难题。
    [n0015] 本实用新型研究了一种基于光路折叠的室内虚拟基线测量方法，将大空间的室内长距离测量缩短至小空间内的短距离测量，可应用于手持式激光测距仪在室内环境下全量程内的检测。
    [n0016] 图1为本实用新型的结构示意图。
    [n0017] 1.全站仪、2.调整平台、3.固定部、4.激光测距仪、5.光阑一6.导轨、7.光阑二、8.平面镜一、9.移动部、10.平面镜三、11.平面镜二、12.反射片、13.反射靶
    [n0018] 下面结合实施例，对本实用新型进一步说明，下述实施例是说明性的，不是限定性的，不能以下述实施例来限定本实用新型的保护范围。
    [n0019] 手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，包括一个长向设置的检定台，所述检定台内安装有导轨6，该导轨的一端设置为固定部3，滑轨中部滑动安装有移动部9，本实用新型的创新在于，所述固定部内沿检定台的宽度方向并排安装有调整平台2和反射靶13，其中调整平台内可活动安装待检的激光测距仪4，所述激光测距仪背向激光出射位置一侧安装有一全站仪 1，该所述全站仪和激光测距仪的光路平行，共光路设置，所述移动部和固定部内分别安装有移动组件，该移动组件可将全站仪和激光测距仪的光路的光路经四次反射至反射靶内。
    [n0020] 本实施例中，所述的调整平台具有三向调整功能，其结构可采用如下实施例。所述调整平台包括一固定台，所述固定台一端安装有夹持装置，该夹持装置用于与检定台的一端进行固定，所述固定台内安装有一手动角位移台，该手动角位移台的上方固定安装有一手动旋转台，所述手动旋转台的上方安装有一固定座，所述固定座包括一底板，该底板上端面平整设置，其所在平面与检定台的上端面所在平面相互平行，所述底板位于靠近检定台一侧和背向检定台一侧分别竖直安装有一基准板，靠近检定台一侧的基准板中部制出一通孔，该通孔内用于激光测距仪的激光出射，位于底板的旁侧安装有一压紧装置，该压紧装置用于将激光测距仪的压紧固定在底板上端面内；所述压紧装置包括升降杆，多个升降杆竖直间隔安装在底板旁侧，所述升降杆外套装有升降压片。其中固定座内永固夹持待检的激光测距仪。
    [n0021] 本实施例中，所述反射靶通过直角固定块固定，垂直于轨道长度方向设置，且可配置角位移台和旋转台调整其俯仰角和偏摆角。
    [n0022] 本实施例中，所述导轨长度应大于50米，该导轨内移动部和固定部之间可调的最大间隙应不小于50米。
    [n0023] 本实施例中，所述反射靶的反射面粘接有反射片12。
    [n0024] 本实施例中，在待检的激光测距仪的激光出射位置至反射组件之间顺次安装有光阑一5 和光阑二7，所述光阑一和光阑二的高度可调。所述光阑底部安装有一升降轴，该升降轴穿装在一个升降套内，所述升降轴和升降套采用螺纹配合。
    [n0025] 本实施例中，所述光阑二安装在移动部内。
    [n0026] 本实施例中，所述反射组件包括三个平面镜，该三个平面镜依据光路的反射次序顺次设置为平面镜一8，平面镜二11和平面镜三10，所述平面镜一和平面镜三并排间隔设置对称安装在移动部内，平面镜二安装在固定部内，所述平面镜一和平面镜三间距为220mm，该平面镜一和平面镜三的反射面互呈夹角，该夹角角度为钝角，所述平面镜一和平面镜三可在水平面内进行摆转，调整两个平面镜的相对角度。
    [n0027] 本实施例中，所述的三个平面镜位于同一水平高度，每个平面镜所在的竖直平面均与导轨延伸方向所在平面垂直。
    [n0028] 本实用新型的使用过程是：
    [n0029] 本实用新型使用时，应用所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统的检定方法，包括如下步骤：
    [n0030] 步骤1：光路设计；步骤2：数据采集；步骤3：示值误差检定方案；
    [n0031] 步骤1.1，在检定前应尽量保证平面镜二与导轨运动方向的垂直性，将平面镜一和三之间的横向距离设定为220mm；
    [n0032] 步骤1.2：loc为移动端所在位置，与检定点位置有关，光线间的夹角ζ与loc有关，具体计算方法见式1
    [n0033]
    [n0034] 步骤1.3：移动部内的光阑二用于保证全站仪光路与导轨运动方向的平行性，在激光测距仪光路与全站仪光路的高度保持一致的前提之下，通过光阑一和光阑二实现二者的共光路调整；
    [n0035] 步骤2：激光测距仪采取前基准测量模式，全站仪先测得其与调整平台前端面，即激光测距仪前基准面间的距离L0f，再将移动端移至某一检定点处，不同的loc对应不同的ζ，要求在不同的检定点处重新调整平面镜一和三的偏摆角，且各元件位置保持不变；在相应的检定点处获得此时的激光测距仪示值Lmr和全站仪示值Lmt，根据式2计算得到该检定点处所对应的标准基线长度Ls；
    [n0036] Ls＝Lmt-L0f (2)
    [n0037] 步骤3：实验过程中全站仪选择任何表面测量模式，由于全站仪测距对光强的要求较高，因此在反射靶上粘贴反射片，测量全站仪基准值L0f时，也需粘贴反射片，由于两次测距过程中都用到了反射片，反射片所引入的附加光程得以抵消，不会对Ls造成影响；而激光测距仪光斑同样落在反射片上，其示值需用反射片厚度tre修正，则激光测距仪在某检定点处的示值误差δ可通过式3计算；
    [n0038] δ＝(Lmr+tre)-Ls＝(Lmr+tre)-(Lmt-Lof) (3)。
    [n0039] 而且，所述步骤2中，当距离不够远时，激光测距仪可能会显示“256”错误，表明经反射片反射回来的光强过大，可适当缩减光阑二的口径，直至满足激光测距仪的测距要求即可；而当距离较大时，全站仪可能会出现无法测距的情形，可先确认两光阑的高度已降至最低，避免光阑对全站仪光线形成遮挡，再通过调节平面镜三的角度调整靶标上的光斑位置，以改变靶标与其入射光线之间的位置关系，或者稍加调节靶标的角度，通过这两种方法增大全站仪的接收光强，保证其正常测距。
    [n0040] 而且，所述步骤3中，测距仪在同一检定点处读取五次示值Dk(k＝1、2、3、4、5)，取平均值得Lmr，全站仪值Ltf为Lmt与L0f之差，用游标卡尺测得反射片厚度tre＝0.4mm，再根据式 3计算得到δ。
    [n0041] 本实用新型中，通过三个平面镜搭建了200m室内基线，利用全站仪标定基线长度，借助两光阑提高测距仪光路与全站仪光路的共光路调整精度，提高了标定精度和效率，完成了手持式激光测距仪在50～200m测段的示值误差检定工作。通过缩减光阑口径减小测距仪的接收光强，并通过调整靶标与其入射光线的位置关系增大全站仪的接收光强，解决了测距仪和全站仪在部分测段无法正常测距的难题。
    [n0042] 本实用新型研究了一种基于光路折叠的室内虚拟基线测量方法，将大空间的室内长距离测量缩短至小空间内的短距离测量，可应用于手持式激光测距仪在室内环境下全量程内的检测。
    权利要求:
    Claims (7)
    [0001] 1.手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，包括一个长向设置的检定台，所述检定台内安装有导轨，该导轨的一端设置为固定部，滑轨中部滑动安装有移动部，其特征在于：所述固定部内沿检定台的宽度方向并排安装有调整平台和反射靶，其中调整平台内可活动安装待检的激光测距仪，所述激光测距仪背向激光出射位置一侧安装有一全站仪，该所述全站仪和激光测距仪的光路平行，共光路设置，所述移动部和固定部内分别安装有移动组件，该移动组件可将全站仪和激光测距仪的光路的光路经四次反射至反射靶内。
    [0002] 2.根据权利要求1所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：所述反射靶的反射面粘接有反射片。
    [0003] 3.根据权利要求1所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：所述反射靶通过直角固定块固定，垂直于轨道长度方向设置。
    [0004] 4.根据权利要求1所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：在待检的激光测距仪的激光出射位置至反射组件之间顺次安装有光阑一和光阑二，所述光阑一和光阑二的底部一体安装有一升降轴，该升降轴穿装在一个升降套内，所述升降轴和升降套采用螺纹配合。
    [0005] 5.根据权利要求4所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：所述光阑二安装在移动部内。
    [0006] 6.根据权利要求4所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：所述反射组件包括三个平面镜，该三个平面镜依据光路的反射次序顺次设置为平面镜一，平面镜二和平面镜三，所述平面镜一和平面镜三并排间隔设置对称安装在移动部内，平面镜二安装在固定部内，所述平面镜一和平面镜三间距为220mm，该平面镜一和平面镜三的反射面互呈夹角，该夹角角度为钝角，所述平面镜一和平面镜三可在水平面内进行摆转，调整两个平面镜的相对角度。
    [0007] 7.根据权利要求6所述的手持式激光测距仪用室内虚拟基线检定系统，其特征在于：所述的三个平面镜位于同一水平高度，每个平面镜所在的竖直平面均与导轨延伸方向所在平面垂直。
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    同族专利:
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    引用文献:
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    法律状态:
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    2021-10-01| GR01| Patent grant|
    优先权:
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