一種測繪裝置、系統及方法與流程

2023-04-30 21:47:57

本發明涉及測繪技術領域，特別涉及一種應用於建築測量的測繪裝置、系統及方法。

背景技術：

雷射測距儀，是利用調製雷射的某個參數實現對目標的距離測量的儀器。按照測距方法分為相位法測距儀和脈衝法測距儀，脈衝式雷射測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈衝雷射束，由光電元件接收目標反射的雷射束，計時器測定雷射束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。相位法雷射測距儀是利用檢測發射光和反射光在空間中傳播時發生的相位差來檢測距離的。它具有簡潔、輕巧、藝術的設計。由於它具有如此優越的特點，所以很多被廣泛用於工業巡查，電力部門測量，鐵路測繪行業。像高爾夫、狩獵、建築測量和設計、消防系統、等戶外運動勘測方面。

在建築測量領域，雷射測距儀僅僅具有距離測量功能並不能滿足實際應用中的多種需求。而目前使用較多的水準儀、經緯儀跟全站儀等測量儀器，不僅設備成本昂貴，學習成本高，測距測量方式時間長，效率低，需要的操作人員多，後期數據處理和繪圖較複雜，且一般全站儀還受到很多不適合宜放置反射稜鏡或者反射片的地方的限制，無法做到三維測量。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種測繪裝置、系統及方法，所要解決的技術問題是：如何能夠有效快速地對所需測量的特徵點進行雷射測距儀對準，進行空間三維測量，提高測量效率。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種測繪裝置，包括帶雲臺的三腳架、支座平臺、雙軸傾角傳感器、水準泡和雲服務雷射測距儀，所述支座平臺的下端固定連接有快裝板，所述支座平臺通過快裝板安裝於所述三腳架的上端，所述支座平臺內設置有帶開口的腔體，所述雙軸傾角傳感器置於所述腔體內，所述雙軸傾角傳感器的傳感頭與所述腔體的開口的方向一致；所述雙軸傾角傳感器用於檢測目標的特徵點相對初始位置的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β；所述水準泡置於所述支座平臺上端的邊角處，所述雲服務雷射測距儀置於所述支座平臺上端的中心處，其雷射發射口與所述腔體的開口的方向一致；所述雲服務雷射測距儀用於檢測其與目標的特徵點之間的距離S。

本發明的有益效果是：水準泡能檢測支座平臺水平程度，便於進行調整支座平臺的水平位置，保障測繪的精準性；雙軸傾角傳感器檢測目標的特徵點相對初始位置的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β，雲服務雷射測距儀檢測其與目標的特徵點之間的距離S，在測量的過程中能夠有效快速地對所需測量的特徵點進行雷射測距儀對準，進行空間三維測量，避免反射稜鏡的放置條件限制，便於進行構建三維坐標值和CAD圖，且本裝置結構簡單、實用方便、成本低，整個測量僅由一個操作人員便可完成測量及繪圖過程,因此能夠大大減少操作人員。

在上述技術方案的基礎上，本發明還可以做如下改進。

進一步，所述三腳架中部的一側設置有對其進行鎖定的雲臺鎖定旋鈕。

採用上述進一步方案的有益效果是：通過雲臺鎖定旋鈕可以調節支座平臺是的水平程度，提升便利性。

進一步，所述三腳架頂部的一側設置有對快裝板進行鎖定的快裝板鎖定旋鈕。

採用上述進一步方案的有益效果是：快裝板鎖定旋鈕可以快速對快裝板進行鎖定，提升便利性。

進一步，所述雙軸傾角傳感器內設置有鋰電池和無線傳輸模塊，所述雙軸傾角傳感器通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至外部。

採用上述進一步方案的有益效果是：鋰電池能為雙軸傾角傳感器供電，保障穩定運行，無線傳輸模塊能將雙軸傾角傳感器檢測到的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據無線傳輸至外部進行數據處理。

進一步，所述雲服務雷射測距儀內設置有藍牙模塊和Meterbox無線傳輸模塊，所述雲服務雷射測距儀通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至外部。

採用上述進一步方案的有益效果是：藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊能將雲服務雷射測距儀檢測到的距離S的數據無線傳輸至外部進行數據處理；同時Meterbox無線傳輸模塊能進行雲存儲。

本發明解決上述技術問題的另一技術方案如下：一種測繪系統，包括測繪裝置和主機，所述測繪裝置的雙軸傾角傳感器和雲服務雷射測距儀均與所述主機無線連接，所述雙軸傾角傳感器通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至主機，所述雲服務雷射測距儀通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至主機，所述主機採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據，進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值，並根據三維坐標值繪製目標特徵點的三維坐標值和CAD圖。

本發明的有益效果是：主機能無線接收X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，自動進行三維坐標值和CAD圖生成，提高了操作效率，能減少操作人員，提升便利性。

進一步，所述主機包括數據採集模塊、數據處理模塊和繪圖模塊，所述數據採集模塊用於採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據；所述數據處理模塊用於對X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據通過幾何運算進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值；所述繪圖模塊用於根據三維坐標值繪製出目標特徵點的三維坐標值和CAD圖。

採用上述進一步方案的有益效果是：數據採集模塊、數據處理模塊和繪圖模塊協調運作，能實現對X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，提升便利性。

進一步，所述數據處理模塊的幾何運算具體為：

Si為距離S的值,αi為X方向角度變化量α的值,βi為Y方向角度變化量β的值,Xi，Yi，Zi分別為特徵點的三維坐標值。

採用上述進一步方案的有益效果是：運用勾股定理和立體幾何公式計算出特徵點的三維坐標值，運行簡單，操作方便。

本發明解決上述技術問題的另一技術方案如下：一種測繪方法，包括以下步驟：

步驟S1.雙軸傾角傳感器通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至主機；雲服務雷射測距儀通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至主機；

步驟S2.主機採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據，進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值，並根據三維坐標值繪製目標特徵點的三維坐標值和CAD圖。

本發明的有益效果是：主機能無線接收X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，自動進行三維坐標值和CAD圖生成，提高了操作效率，能減少操作人員，提升便利性。

進一步，所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21.數據採集模塊採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據；

步驟S22.數據處理模塊對X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據通過幾何運算進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值；

步驟S22.繪圖模塊根據三維坐標值繪製出目標特徵點的三維坐標值和CAD圖。

採用上述進一步方案的有益效果是：數據採集模塊、數據處理模塊和繪圖模塊協調運作，能實現對X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，提升便利性。

附圖說明

圖1為本發明一種測繪裝置的主視圖；

圖2為本發明一種測繪裝置的正視圖；

圖3為本發明一種測繪系統的模塊框圖；

圖4為本發明一種測繪方法的流程圖。

附圖中，各標號所代表的部件列表如下：

1、三腳架，2、支座平臺，3、雙軸傾角傳感器，4、水準泡，5、雲服務雷射測距儀，6、快裝板，7、雲臺鎖定旋鈕，8、快裝板鎖定旋鈕，9、測繪裝置，10、主機，11、數據採集模塊，12、數據處理模塊，13、繪圖模塊。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明的原理和特徵進行描述，所舉實例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

實施例1：

如圖1所示，一種測繪裝置，包括帶雲臺的三腳架1、支座平臺2、雙軸傾角傳感器3、水準泡4和雲服務雷射測距儀5，所述支座平臺2的下端固定連接有快裝板6，所述支座平臺2通過快裝板6安裝於所述三腳架1的上端，所述支座平臺2內設置有帶開口的腔體，所述雙軸傾角傳感器3置於所述腔體內，所述雙軸傾角傳感器3的傳感頭與所述腔體的開口的方向一致；所述雙軸傾角傳感器3用於檢測目標的特徵點相對初始位置的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β；所述水準泡4置於所述支座平臺2上端的邊角處，所述雲服務雷射測距儀5置於所述支座平臺2上端的中心處，其雷射發射口與所述腔體的開口的方向一致；所述雲服務雷射測距儀5用於檢測其與目標的特徵點之間的距離S；

在進行現場測繪時，將帶雲臺的三腳架1架設地面上，通過雲臺的水平裝置調節，保證雲臺處於水平狀態，水準泡能檢測支座平臺水平程度，便於進行調整支座平臺的水平位置，保障測繪的精準性；雙軸傾角傳感器檢測目標的特徵點相對初始位置的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β，雲服務雷射測距儀檢測其與目標的特徵點之間的距離S，在測量的過程中能夠有效快速地對所需測量的特徵點進行雷射測距儀對準，進行空間三維測量，避免反射稜鏡的放置條件限制，便於進行構建三維坐標值和CAD圖，且本裝置結構簡單、實用方便、成本低，整個測量僅由一個操作人員便可完成測量及繪圖過程,因此能夠大大減少操作人員。

上述實施例中，所述三腳架1中部的一側設置有對其進行鎖定的雲臺鎖定旋鈕7；通過雲臺鎖定旋鈕7可以調節支座平臺是的水平程度，提升便利性；所述三腳架1頂部的一側設置有對快裝板6進行鎖定的快裝板鎖定旋鈕8；快裝板鎖定旋鈕8可以快速對快裝板進行鎖定，提升便利性。

上述實施例中，所述雙軸傾角傳感器3內設置有鋰電池和無線傳輸模塊，所述雙軸傾角傳感器3通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至外部；鋰電池能為雙軸傾角傳感器3供電，保障穩定運行，無線傳輸模塊能將雙軸傾角傳感器3檢測到的X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據無線傳輸至外部進行數據處理。

上述實施例中，所述雲服務雷射測距儀5內設置有藍牙模塊和Meterbox無線傳輸模塊，所述雲服務雷射測距儀5通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至外部；藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊能將雲服務雷射測距儀5檢測到的距離S的數據無線傳輸至外部進行數據處理；同時Meterbox無線傳輸模塊能進行雲存儲。

實施例2：

一種測繪系統，包括測繪裝置9和主機10，所述測繪裝置9的雙軸傾角傳感器3和雲服務雷射測距儀5均與所述主機10無線連接，所述雙軸傾角傳感器3通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至主機10，所述雲服務雷射測距儀5通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至主機10，所述主機10採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據，進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值，並根據三維坐標值繪製目標特徵點的三維坐標值和CAD圖；

主機10能無線接收X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，自動進行三維坐標值和CAD圖生成，提高了操作效率，能減少操作人員，提升便利性。

上述實施例中，所述主機10包括數據採集模塊11、數據處理模塊12和繪圖模塊13，所述數據採集模塊11用於採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據；所述數據處理模塊12用於對X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據通過幾何運算進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值；所述繪圖模塊13用於根據三維坐標值繪製出目標特徵點的三維坐標值和CAD圖；

數據採集模塊11、數據處理模塊12和繪圖模塊13協調運作，能實現對X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，提升便利性。

上述實施例中，所述數據處理模塊12的幾何運算具體為：

Si為距離S的值,αi為X方向角度變化量α的值,βi為Y方向角度變化量β的值,Xi，Yi，Zi分別為特徵點的三維坐標值；運用勾股定理和立體幾何公式計算出特徵點的三維坐標值，運行簡單，操作方便。

實施例3：

一種測繪方法，包括以下步驟：

步驟S1.雙軸傾角傳感器3通過無線傳輸模塊將X方向角度變化量α和Y方向角度變化量β的數據傳輸至主機10；雲服務雷射測距儀5通過藍牙模塊或Meterbox無線傳輸模塊將距離S的數據無線傳輸至主機10；

步驟S2.主機10採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據，進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值，並根據三維坐標值繪製目標特徵點的三維坐標值和CAD圖；

主機10能無線接收X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，自動進行三維坐標值和CAD圖生成，提高了操作效率，能減少操作人員，提升便利性。

上述實施例中，所述步驟S2具體包括以下步驟：

步驟S21.數據採集模塊11採集X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據；

步驟S22.數據處理模塊12對X方向角度變化量α、Y方向角度變化量β和距離S的數據通過幾何運算進行數據處理，生成目標特徵點的三維坐標值；

步驟S22.繪圖模塊13根據三維坐標值繪製出目標特徵點的三維坐標值和CAD圖；

數據採集模塊11、數據處理模塊12和繪圖模塊13協調運作，能實現對X方向角度變化量α和Y方向角度變化量的數據，以及距離S的數據，構建三維坐標值和CAD圖，提升便利性。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。