[发明专利]建筑日照时数测量仪

说明书

技术领域

本发明专利涉及建筑日照时数测量仪，通过激光扫描测障技术测量日照时数。

背景技术

建筑日照时数是高标准建筑采光中的重要参考条件之一，与理论日照时数有直接联系。日照时数通常指的是某一地点可受到太阳光照射的总时数。理想状态下，在没有任何遮挡物并不考虑大气因素的情况下，任何一地全年的理论日照时数都是全年时间的一半。随着城市建设的发展，各种因建筑分布引起的日照时数纠纷日益严重。传统的用来采集建筑日照时数的方法通常为摄像法，此方法的测试过程需要人工操作，极为繁琐。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明设计了建筑日照时数测量仪。

(二)技术方案

建筑日照时数测量仪，包括激光测障模块、三轴伺服机构模块、辅助传感模块、人机交互模块和主控模块等五部分；其中激光测障模块由激光发射电路、回波接收与信号整形电路和光学系统等三部分组成，激光测障模块根据主控模块送出的调制信号发出激光脉冲信号，并将接收到的回波信号进行整形处理，并输出至主控模块进行遮挡物的判断；三轴伺服机构由方位角旋转机构、俯仰角旋转机构和纬度角调整机构组成，其接收主控模块的控制命令，带动激光测障模块对周边建筑物进行扫描；主控模块从辅助传感模块获取测量点的经纬度、方位角、水平角等地理信息及用户设定的扫描日期或时间段，计算出太阳在空中的运动轨迹，对三轴伺服机构发出控制命令，并对激光测障模块的回波信号进行分析与计算，最后将结果显示在人机交互界面。

进一步的，所述的激光测障模块中的激光发射电路的脉冲调制信号输入端与主控模块相连，输出端连接到光学系统。回波接收与整形电路的输入端与光学系统相连，回波整形信号输出端与主控模块相连。

进一步的，所述的三轴伺服机构模块中的方位角旋转机构和俯仰角旋转机构构成了一个常见的双轴系统；该部分加入纬度角调整机构目的是为了简化后期的扫描算法，激光测障模块安装在该机构的顶端。

进一步的，所述的主控模块从辅助传感模块获取测量点的经纬度、方位角、水平角等地理信息后对伺服机构进行初始化；然后根据设定的日期或时间段，计算太阳在空间的轨迹参数，驱动激光测障碍模块沿该轨迹扫描工作；主控模块根据激光回波信号分析周围建筑物分布情况，最终计算出该点的日照时数。

(三)有益效果

本发明的系统采用模块化设计，方便功能扩展与组装调试；还采用了激光测障技术，提高了系统的测量精度；而且有多种测量模式供用户选择，可以测量某日某时段、某周，某月，某季度或全年日照数，甚至某个时刻的日照情况，测量模式的可选性增加了仪器的灵活性和实用性，再加上测量过程完全自动化，无需人工干预。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的激光测障碍模块示意图；

图3是本发明的三轴伺服机构示意图；

图4是本发明的空间直角坐标系下的太阳运动描述示意图；

图5是本发明的日照扫描数据示意图；

附图中的标记及零部件标注：1-激光测障模块、2-三轴伺服机构、3-辅助传感模块、4-人机交互模块、5-主控模块、11-激光发射电路、12-回波接收与信号整形电路、13-光学系统、21-方位角旋转机构、22-俯仰角旋转机构、23-纬度角调整机构。

具体实施方式

结合附图和优选实例对本发明作进一步详细说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此，其仅显示与本发明有关的构成。

如图1所示的建筑日照时数测量仪的架构，包括激光测障模块1、三轴伺服机构模块2、辅助传感模块3、人机交互模块4和主控模块5等五部分。其中激光测障模块1由激光发射电路11、回波接收与信号整形电路12和光学系统13等三部分组成，该模块根据主控模块5送出的调制信号发出激光脉冲信号，并将接收到的回波信号进行整形处理，并输出至主控模块进行遮挡物的判断。三轴伺服机构由方位角旋转机构21、俯仰角旋转机构22和纬度角调整机构23组成，其接收主控模块5的控制命令，带动激光测障模块1对周边建筑物进行扫描。主控模块5从辅助传感模块3获取测量点的经纬度、方位角、水平角等地理信息及用户设定的日期或时间段，计算出太阳在空中的运动轨迹，对三轴伺服机构2发出控制命令，并对激光测障模块1的回波信号进行分析与计算，最后将结果显示在人机交互界面。