[发明专利]一种潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法

说明书

本发明涉及一种潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法，该装置包括由中控单元及测量单元组成的下位机，中控单元用于控制测量单元；测量单元包括步进电机、激光控制模块及激光收发器，中控单元包括控制处理器；控制处理器控制步进电机并传送测量指令给激光控制模块，激光控制模块驱动激光收发器以逐步运动方式进行角度扫描测量；每步测量中激光收发器在发送调制的激光的同时采集波形相位，待测量反射回来时亦采集波形相位并将两个相位传输至激光控制模块处理以获取高程数据，激光控制模块将该高程数据传输至控制处理器。本发明结构简单，使用灵活，能确保不同轮测量中激光收发器在对应步测量中测量的点均为同一个点，连续多轮测量后，即可为研究潮滩侵蚀和淤积提供每个测量点高精度的高程变化数据。

技术领域

本发明涉及高程测量技术领域，更具体地，涉及一种长期稳定的潮滩沙滩激光高程测量装置及测量方法。

背景技术

目前激光测距应用普遍，但市场上还没有专门应用在潮滩、沙滩上的高程测量装置。

而用途较广的扫地机器人也应用到扫描激光测距领域，但该类产品只适合于室内使用，在户外无法使用，特别是黑色的潮滩泥巴，因为潮滩黑泥的高吸收特点，吸收损失较大，导致无法测量；而且在潮滩和沙滩上测量高程时，会受到太阳光线的干扰，这严重影响测量结果的精度。

潮滩沙滩测量高程的目的是为了获取高程的变化数据，以用于研究潮滩侵蚀和淤积，因此亟需应用在潮滩沙滩上的高精度的高程测量装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种潮滩沙滩激光高程测量装置，结构简单，使用灵活，能在阳光下长时间连续测量高程，为研究潮滩侵蚀和淤积提供高精度的高程变化数据。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

提供一种潮滩沙滩激光高程测量装置，包括由中控单元及测量单元组成的下位机，中控单元用于控制测量单元；所述测量单元包括步进电机、激光控制模块及激光收发器，中控单元包括控制处理器；控制处理器控制步进电机并传送测量指令给激光控制模块，激光控制模块驱动激光收发器以逐步运动方式进行角度扫描测量；每步测量中激光收发器在发送调制的激光的同时采集波形发送相位，待测量反射回来时亦采集波形相位并将两个相位传输至激光控制模块处理以获取高程数据，激光控制模块将该高程数据传输至控制处理器。步进电机的减速比为1/64，以精密控制激光收发器的转动；控制处理器通过步进伺服驱动装置驱动步进电机工作。

上述方案中，通过设置激光收发器实现在阳光下测量高程，通过控制处理器控制步进电机驱动激光收发器逐步运动以使不同循环轮的测量中激光收发器在对应步的测量中测量的点均为同一个点，测量后激光控制模块根据调制后的激光波长及测量点的相位差即可计算该测量点的高程，连续多轮测量后，即可获取每个测量点高精度的高程变化数据，为研究潮滩侵蚀和淤积提供依据。

根据调制后的激光波长及相位差计算高程属于现有技术，在此不再详细描述。

优选地，所述测量装置还包括能与中控单元进行数据传输的上位机，上位机用于设置测量参数，控制处理器根据测量参数控制步进电机运动；且上位机能对中控单元传输来的高程数据进行管理和即时监控。

优选地，所述中控单元还包括与控制处理器连接的姿态传感器，姿态传感器用于获取激光收发器所在的角度。激光收发器在发送激光束之前先利用姿态传感器获取激光收发器所在的角度并将该角度传输至控制处理器，控制处理器将该角度和通过步长与走过的步数计算的角度作对比，对比正确控制处理器则指令激光控制模块驱动激光收发器发送激光束，否则控制处理器指令步进电机驱动激光收发器偏转以进行零位的复位检测；这样设置通过核验更能有效保证不同轮对应步的测量中测量的点均为同一个点，否则，基于测量的高程得到的变化数据就失去意义，不能用于研究潮滩侵蚀和淤积。