[实用新型]基于激光测距的实点实时坡度测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量仪器，具体涉及一种基于高精度激光测距和实点实时测量边坡角度的装置。

背景技术

边坡是自然界中广泛存在的岩土结构，有大自然形成边坡和人工开挖形成的边坡。对于形状不规则边坡或组合边坡角度的准确测定，一直是一个难以克服的技术问题。由于自然界中的边坡实体尺寸过大，无法通过几何方法准确测量。边坡现场施工前需要测量，平时要对边坡的变化采取常态化测量。随着科学技术的飞快发展，边坡测量的准确度要求越来越高，传统的测角设备，如地质罗盘等，在测定误差较大，难于满足精度要求。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型提供一种基于激光测距的实点实时坡度测量装置，该装置可以准确的测量不同形状和不同位置对应的边坡角度。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：一种基于激光测距的实点实时坡度测量装置，它包括：底盘、步进电机、激光测距组件、信号输出组件、信号接收组件和信号处理器。所述的底盘下端设置三组调水平组件，底盘上端设置水平仪。所述的激光测距组件与步进电机的输出轴连接，所述的步进电机安装在底盘上；。所述的信号输出组件、信号接收组件和信号处理器分别安装在底盘上；信号输出组件、信号接收组件和信号处理器三者之间通过导线连接。其特征在于：在激光测距组件的上端安装图像采集组件，所述的图像采集组件与激光测距组件平行固定在一起。在所述的步进电机的内部设置角度传感器，所述的角度传感器通过导线与处理器连接。

所述的图像采集组件为具有夜视功能的高清摄像机。

本实用新型的积极效果是：结构紧凑，成本较低，使用范围广，可以准确的对不同形状不同位置的边坡角度进行实时测定，更具有推广价值。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3为边坡角度测量原理图。

图中：1、调水平组件，2、底盘，3、信号输出组件，4、步进电机，5、角度传感器，6、图像采集组件，7、激光测距组件，8、水平仪，9、信号接收组件，10、信号处理器，A、测量仪基点，B、坡底基点，C1、坡顶基点Ⅰ，C2、坡顶基点Ⅱ，坡顶基点Ⅲ，C3、坡顶基点Ⅲ，α1、边坡角度Ⅰ，α2、边坡角度Ⅱ，α3、边坡角度Ⅲ。

具体实施方式

如图1、图2所示：一种基于激光测距的实点实时坡度测量装置，该装置包括：底盘2、步进电机4、激光测距组件7、信号输出组件3、信号接收组件9和信号处理器10。所述的底盘2下端设置三组调水平组件1，底盘2上端设置水平仪8。所述的激光测距组件7与步进电机4的输出轴连接，所述的步进电机4安装在底盘2上。所述的信号输出组件3、信号接收组件9和信号处理器10分别安装在底盘2上；信号输出组件3、信号接收组件9和信号处理器10三者之间通过导线连接。其特征在于：在激光测距组件7的上端安装图像采集组件6，所述的图像采集组件6与激光测距组件7平行固定在一起。在步进电机4的内部设置角度传感器5，所述的角度传感器5通过导线与处理器10连接。所述的图像采集组件6为具有夜视功能的高清摄像机。

如图1、图2、图3所示：使用，操作步骤如下：

第一步，选择适当位置作为测量仪基点A，在A点架设本坡度测量装置。

第二步，调整三组调水平组件1，通过水平仪8观察，使底盘2达到水平。

第三步，选择待测量边坡的坡底基点B；根据边坡的坡面的变化，将边坡划分成若干段，确定多个坡顶基点C1、C2、C3…作为检测点。

第四步，启动步进电机4，利用激光测距组件7测量出测量仪基点A到坡底基点B的长度。

第五步，步进电机4驱动图像采集组件6和激光测距组件7同步上仰，使图像采集组件6捕获边坡表面的坡顶基点C1；利用激光测距组件7测量出测量仪基点A到C1的长度；同时角度传感器5记录下图像采集组件6的边坡角度Ⅰα1。

第六步，用同样的方法测量出A到C2的长度、A到C3的长度和边坡角度Ⅱα2、边坡角度Ⅲα3。

第七步，将以上测量的A-B长度、A-C1长度、A-C2长度、A-C3长度，以及边坡角度Ⅰα1、边坡角度Ⅱα2和边坡角度Ⅲα3，通过信号输出组件3输入到信号接收组件9，再由信号接收组件9输入到处理器10。

第七步，处理器10对获取的数据进行处理，绘制不同位置时的边坡形状，形成一组边坡形状线，并利用三角形函数分别计算对应的每一段边坡角度。最终得到复合边坡的整体边坡角。