[发明专利]一种基于激光的垂直对准检测装置及方法

说明书

本发明涉及光电技术领域，具体设计一种基于激光的垂直对准检测装置及方法，所述装置包括基座、控制及图像数据处理单元、激光发生器、激光角度偏转棱镜、棱镜位置调整单元、CCD图像采集单元、角度显示单元；所述控制及图像数据处理单元分别与激光发生器和角度显示单元连接；所述CCD图像采集单元与控制及图像数据处理单元双向连接。本发明采用了激光角度偏转棱镜，使得基于激光的垂直对准检测装置采集到的像素畸变长度与检测装置所检测的倾斜角度直接关联，使基于激光的垂直对准检测装置和目标墙面之间的距离不再具有必要性，简化了计算参数，提高了检测效率。同时，使得图像畸变效果更加明显，提高了图像处理精度。

技术领域

本发明涉及光电技术领域，具体设计一种基于激光的垂直对准检测装置及方法。

背景技术

在一些需设备垂直对准某一平面的场景，例如电钻钻孔作业中，经常出现的一种钻孔要求是：使用电钻对某墙面进行垂直钻孔，但是由于人工操作的不稳定性以及人眼目测的不准确性，容易致使钻孔方向倾斜，钻头并非按要求垂直钻入预设轨迹，导致施工误差。传统的一些解决方法是在电钻外围加入辅助固定夹具等装置，这些辅助装置往往体积较大且笨重，需要事先安装固定，操作费时，不利于工人高效、便携的进行钻孔作业。还有一些通过在电钻周围安装多个激光测距仪的方式，通过测量各个方位的距离是否相等来进行判定钻孔是否垂直，这种方式存在的弊端是：检测精度跟测距模块数量成正比，如果需要更高的精度则需要在尽可能多的方位安装更多的激光测距模块，相应的，成本高、体积大，且激光测距仪测量速度有限，测量效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：一种基于激光的垂直对准检测装置及方法，以至于解决上述部分问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种基于激光的垂直对准检测装置，包括基座、固定于基座上的控制及图像数据处理单元、固定于基座的激光发生器、设置于基座上的棱镜位置调整单元、设置于棱镜位置调整单元上的激光角度偏转棱镜、固定于基座的CCD图像采集单元、固定于基座的角度显示单元；所述控制及图像数据处理单元分别与激光发生器和角度显示单元连接；所述CCD图像采集单元与控制及图像数据处理单元双向连接，所述激光角度偏转棱镜是大径端靠近激光发射器（2）的圆台形，所述激光角度偏转棱镜的中心线和激光发射器的激光轴在同一条线上，所述棱镜位置调整单元用于调节激光角度偏转棱镜在激光发射器的激光轴方向上运动。

进一步的，所述的角度显示单元用于显示角度计算结果。

进一步的，所述激光的垂直对准检测装置的控制方法包括：控制及图像数据处理单元控制激光发生器发出准直圆环形的激光；激光角度偏转棱镜对所产生的准直圆环形激光进行角度偏转，使得准直圆环形激光与目标墙面呈现一定的夹角；根据基于激光的垂直对准检测装置和目标墙面的距离通棱镜位置调整单元对激光角度偏转棱镜位置进行调整，得到大小合适的投射图像，CCD图像采集单元对投射图像数据进行采集，并将投射图像数据反馈给控制及图像数据处理单元；控制及图像数据处理单元计算处理投射图像数据，控制及图像数据处理单元将计算处理的结果传输到角度显示单元，角度显示单元对计算处理的结果进行显示。

进一步的，所述棱镜位置调整单元包括可滑动的滑块和手柄，所述滑块内嵌于基座（7）内，所述手柄通过基座上上的长形通孔与滑块连接。

本发明还公开了一种基于激光的垂直对准检测方法，包括以下步骤：

步骤1、设置激光发生器，发出准直圆环形的激光；

步骤2、对准直圆环形激光进行偏转处理，准直圆环形激光与目标墙面产生一定夹角；

步骤3、设置激光角度偏转棱镜，调整激光角度偏转棱镜位置，在目标墙面得到大小合适的投射图像，并采集图像数据；

步骤4、对步骤3中所采集到的图像数据进行处理计算，并显示计算结果。