[发明专利]空间曲线长度测量系统及测量方法

权利要求书

1.一种空间曲线长度测量系统，其特征在于，包括：

坐标测量单元，其用于依次测量待测空间曲线上各个测量点的空间极坐标，所述待测空间曲线上每相邻两个测量点之间的线条近似为直线；

坐标转化单元，其用于将所述待测空间曲线上各个测量点的空间极坐标分别转化为空间直角坐标；以及，

计算单元，其用于根据所述待测空间曲线上各个测量点的空间直角坐标计算出所述待测空间曲线的长度值；

所述坐标测量单元包括：

第一转动组件，其能够沿水平及竖直方向转动；

激光测距仪，其设置在第一转动组件上，用于在第一转动组件的带动下沿水平与竖直方向旋转并依次测量所述待测空间曲线上各个测量点与激光发射点之间的距离；

第一水平角度传感器，其设置在第一转动组件上，用于在激光测距仪测距过程中测量其水平旋转角度；

第一垂直角度传感器，其设置在第一转动组件上，用于在激光测距仪测距过程中测量其竖直旋转角度；

摆臂，其上端与第一转动组件连接；

第二转动组件，其与摆臂的下端连接，用于带动摆臂沿水平与竖直方向旋转；

第二水平角度传感器，其设置在第二转动组件上，用于在激光测距仪测距过程中测量摆臂的水平旋转角度；以及，

第二垂直角度传感器，其设置在第二转动组件上，用于在激光测距仪测距过程中测量摆臂的竖直旋转角度。

2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述坐标转化单元采用以下公式完成坐标转化：

其中，x_i、y_i和z_i分别为所述待测空间曲线上第i个测量点相对于激光发射点的x坐标、y坐标和z坐标；r_i为所述待测空间曲线上第i个测量点与激光发射点之间的距离；a_i和b_i分别为所述激光测距仪在测量所述待测空间曲线上第i个测量点与激光发射点之间距离时的水平旋转角度和竖直旋转角度；i依次取1至n，且n为所述待测空间曲线上所有测量点的总数。

3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述坐标转化单元采用以下公式完成坐标转化：

其中，x_i、y_i和z_i分别为所述待测空间曲线上第i个测量点相对于摆臂下端的x坐标、y坐标和z坐标；r_i为所述待测空间曲线上第i个测量点与激光发射点之间的距离；a_i和b_i分别为所述激光测距仪在测量所述待测空间曲线上第i个测量点与激光发射点之间距离时的水平旋转角度和竖直旋转角度；T为摆臂的长度；α_i和β_i分别为所述激光测距仪在测量所述待测空间曲线上第i个测量点与激光发射点之间距离时摆臂的水平旋转角度与竖直旋转角度；i依次取1至n，且n为所述待测空间曲线上所有测量点的总数。

4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，还包括：固定支架，所述坐标测量单元设置在所述固定支架上。

5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述计算单元采用如下公式计算所述待测空间曲线的长度：

其中，L为所述待测空间曲线的长度；n为所述待测空间曲线上所有测量点的总数；x_i、y_i和z_i分别为所述待测空间曲线上第i个测量点的x坐标、y坐标和z坐标；x_i+1、y_i+1和z_i+1分别为所述待测空间曲线上第i+1个测量点的x坐标、y坐标和z坐标。

6.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，还包括：

存储单元，其用于存储所述计算单元得出的所述待测空间曲线的长度值；和/或，

显示器，其用于显示所述计算单元得出的所述待测空间曲线的长度值。