[发明专利]测高测距装置及测量方法

权利要求书

1.测高测距装置，其特征在于：包括分别置于测量高点和测量低点的激光信号发生模块(100)和激光信号接收模块(200)；

所述激光信号发生模块(100)包括第一激光器(101)、第二激光器(102)、第一可调底座(109)、及设置在所述第一可调底座(109)上的平面反射镜(105)、第一水平仪(106)、第一角度仪(107)和信号发送器(108)，所述平面反射镜(105)与所述第一、第二激光器(101、102)相对设置，所述第一、第二激光器(101、102)发出的第一、第二激光束(103、104)之间具有夹角，所述第一水平仪(106)、第一角度仪(107)与所述信号发送器(108)信号连接，所述第一可调底座(109)的底部设有第一可调支撑(110)；

所述激光信号接收模块(200)包括第二可调底座(207)、及设置在所述第二可调底座(207)上的微计算机(202)、信号接收器(204)、第二水平仪(205)、第二角度仪(206)和用于接收第一、第二激光束(103、104)反射光束的CCD相机(201)，所述CCD相机(201)与所述平面反射镜(105)相对设置，所述CCD相机(201)、信号接收器(204)与所述微计算机(202)电连接，所述第二可调底座(207)的底部设有第二可调支撑(208)。

2.根据权利要求1所述的测高测距装置，其特征在于：所述第一、第二激光器(101、102)为氦氖激光器，所述第一、第二激光器(101、102)发出的第一、第二激光束(103、104)呈直径为100～500微米的圆柱状，所述第一、第二激光束(103、104)的功率为0.5～2毫瓦。

3.根据权利要求2所述的测高测距装置，其特征在于：所述第一激光束(103)中心线到所述平面反射镜(105)的入射角α₁为16～35度，所述第二激光束(104)中心线到所述平面反射镜(105)的入射角α₂为15～30度，入射角α₂比入射角α₁小1～5度。

4.根据权利要求1所述的测高测距装置，其特征在于：所述平面反射镜(105)垂直设置在所述第一可调底座(109)上，所述CCD相机(201)垂直设置在所述第二可调底座(207)上。

5.根据权利要求1所述的测高测距装置，其特征在于：所述第一可调支撑(110)和所述第二可调支撑(208)分别包括四个可调支撑脚。

6.测高测距装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将激光信号发生模块(100)放置在位置较高的测量点，将激光信号接收模块(200)放置在位置较低的测量点，将CCD相机(201)面向平面反射镜(105)；

(2)调节第一可调底座(109)底部的第一可调支撑(110)，通过读取第一水平仪(106)的数值，将第一可调底座(109)调节至水平；调节第二可调底座(207)底部的第二可调支撑(208)，通过读取第二水平仪(205)的数值，将第二可调底座(207)调节至水平；

(3)开启第一激光器(101)和第二激光器(102)，第一激光器(101)和第二激光器(102)发出的第一激光束(103)和第二激光束(104)同时辐照至平面反射镜(105)，调节第一可调支撑(110)使第一可调底座(109)绕Y轴转动，使第一激光束(103)和第二激光束(104)反射至CCD相机(201)，通过第一角度仪(107)读取此时第一可调底座(109)与水平面的夹角β，信号发送器(108)将第一可调底座(109)与水平面的角度参数β发送至信号接收器(204)，信号接收器(204)通过数据线(203)将角度参数β发送至微计算机(202)并显示，根据角度参数β调节第二可调支撑(208)使第二可调底座(207)绕Y轴转动，使第二角度仪(206)显示的角度数值与β一致；

(4)获取第一激光束(103)和第二激光束(104)中心线在平面反射镜(105)上入射点之间的距离s，第一激光束(103)和第二激光束(104)的反射激光束中心线在CCD相机(201)上接收点之间的距离s′，通过微计算机(202)计算两个测量点之间的直线距离d、水平距离d_x及相对高度h，计算公式为：

d=s′-stgα2-tgα1]]>

d_x＝d*cos(α₁-β)

h＝d*sin(α₁-β)

式中：

α₁，第一激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；

α₂，第二激光束中心线入射到所述平面反射镜的入射角；

β，经步骤(3)调节后第一可调底座、第二可调底座与水平面的夹角；

s，第一激光束和第二激光束中心线在平面反射镜上入射点之间的距离；

s′，第一激光束和第二激光束的反射激光束中心线在CCD相机上接收点之间的距离；

d，两个测量点之间的直线距离；

d_x，两个测量点之间的水平距离；

h，两个测量点之间的相对高度。