無線電控開關稜鏡、由其組成的測量系統及測量方法
2023-12-06 18:00:16
無線電控開關稜鏡、由其組成的測量系統及測量方法
【專利摘要】本發明公開了無線電控開關稜鏡，包括測量型稜鏡，所述測量型稜鏡的前端安裝有調光玻璃，所述調光玻璃連接有終端節點，該終端節點包括通訊模塊、控制電路模塊和供電模塊，所述通訊模塊與控制電路模塊的輸入端連接，用於接收遠程控制信號；所述控制電路模塊的輸出端連接供電模塊，用於根據遠程控制信號的內容控制供電模塊；所述供電模塊分別連接控制電路模塊和調光玻璃，用於給調光玻璃供電。本發明通過控制是否為調光玻璃通電，是該玻璃處於透明狀態或非透明狀態，實現了稜鏡工作狀態的控制。同時，自動全站儀監測子系統利用無線傳感器網絡可有效組織稜鏡群節點，並配合自動全站儀控制電控稜鏡的開關，使之可有效進行多目標識別和變形點搜索。
【專利說明】無線電控開關稜鏡、由其組成的測量系統及測量方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及稜鏡控制【技術領域】，具體地說，特別涉及到一種無線電控開關稜鏡、由其組成的測量系統及測量方法。
【背景技術】
[0002]隨著測繪儀器的發展,帶電動馬達和程序控制的TPS (Total Station Positionsystem)系統結合雷射通訊及CXD技術，可以實現測量的自動化，集自動目標識別、自動照準、自動測角、自動記錄於一體的測量系統，像機器人一樣對成百上千各目標持續和重複觀測，可實現施工測量和變形監測全自動化。在許多大型工程運營過程中，為確保其安全，都需要進行變形監測，且精度要求較高。
[0003]然而由於監測點位置和設站點位置的關係，往往導致自動全站儀視場內出現多個目標，儀器無法正確識別測量出錯的問題。
[0004]Sokkia和Ieica的自動全站儀可檢查出觀測區域內包含多個稜鏡，處理策略為自動獲取最近的一個稜鏡的測量數據，但這種處理策略不一定得到自動監測過程中想要的那個稜鏡的觀測數據，不適合自動監測；自動監測軟體可通過距離或坐標比較的方式檢測獲取的稜鏡測量數據是否正確，但若發生測錯現象，無法控制儀器搜索到爭取的稜鏡目標；Trimble公司發明了有源開關稜鏡，在稜鏡前添加遮光罩，用馬達驅動遮光罩是否收起來控制稜鏡的工作狀態，該技術可在一定應用範圍內解決視場多稜鏡問題，由於馬達驅動功耗較大，需採用有線電源，並且稜鏡的控制也採用有線方式，這對該稜鏡的應用範圍有了很大限制，適合室外監測和遠距離應用。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在於提供一種無線電控開關稜鏡，通過在傳統的測量型稜鏡上安裝調光玻璃，以解決上述問題。
[0006]參見圖la，當調光玻璃斷電時，玻璃中間的高分子液晶材料無序排列，使光線無法穿透玻璃，這時看到的效果便是乳白色的不透明狀態。
[0007]參見圖lb，當調光玻璃通電時，在電場作用下，玻璃中間的高分子液晶材料有序排列，使光線能透過玻璃，這時看到的效果便是透明的玻璃狀態。調光玻璃是採用特殊工藝，將液晶膜固化在兩玻璃之間。調光玻璃的調光原理是:在自然狀態下，它內部液晶的排列是無規則的，液晶折射率比外面聚合物的折射率低，入射光在聚合物發生散射，呈乳白色，即不透明。液晶的兩個導電膜相當於2個平面電極，通電以後，有彌散分布液晶的聚合物內液滴重新排列，液晶從無序排列變為定向有序排列，使液晶的折射率與聚合物的折射率相等，入射光完全可以通過，形成透明狀態。
[0008]本發明所解決的技術問題可以採用以下技術方案來實現:
[0009]無線電控開關稜鏡，包括測量型稜鏡，所述測量型稜鏡的前端安裝有調光玻璃，所述調光玻璃連接有終端節點，該終端節點包括通訊模塊、控制電路模塊和供電模塊，所述通訊模塊與控制電路模塊的輸入端連接，用於接收遠程控制信號；所述控制電路模塊的輸出端連接供電模塊，用於根據遠程控制信號的內容控制供電模塊；所述供電模塊分別連接控制電路模塊和調光玻璃，用於給調光玻璃供電。
[0010]一種採用無線電控開關稜鏡的測量系統，包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心；
[0011]所述自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡；
[0012]所述無線電控開關稜鏡位於無線網絡內，用於接收協調節點發出的控制信號，並根據控制信號的內容控制調光玻璃通電或斷電；
[0013]所述自動全站儀具有用於與無線電控開關稜鏡配合完成數據測量。
[0014]上述測量系統的測量方法包括如下步驟:
[0015]I)打開協調節點的電源，協調節點創建無線網絡；
[0016]2)打開無線電控開關稜鏡，無線電控開關稜鏡加入到無線網絡中；
[0017]3)自動監測控制中心通過協調節點將控制指令發送給目標的無線電控開關稜鏡;
[0018]4)無線電控開關稜鏡接收到協調節點發送過來的控制指令後，控制調光玻璃通電；
[0019]5)自動全站儀選取目標的無線電控開關稜鏡，進行數據測量；
[0020]6)自動全站儀測量完成後，協調節點發送控制指令給目標的無線電控開關稜鏡，使無線電控開關稜鏡控制調光玻璃斷電，然後結束流程。
[0021]一種採用無線電控開關稜鏡的測量系統，包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心；
[0022]所述自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡；
[0023]所述自動全站儀具有匯聚節點，並通過該匯聚節點與無線電控開關稜鏡、自動監測控制中心無線通訊；
[0024]所述無線電控開關稜鏡具有終端節點，並通過該終端節點與自動全站儀、自動監測控制中心無線通訊。
[0025]上述測量系統的測量方法包括如下步驟:
[0026]a.在固定的位置架設好自動全站儀，並保持地理坐標不變；
[0027]b.將自動全站儀與自動監測控制中心連接，使兩者可以進行數據交互；
[0028]c.將匯聚節點與協調節點連接，使得自動監測控制中心可以通過匯聚節點發送和接收終端節點的數據；
[0029]d.將終端節點與無線電控開關稜鏡一起固定在待測目標位置；
[0030]e.通過自動監測控制中心向匯聚節點發送搜索終端節點的控制信號，搜索到終端節點後會將每個終端節點的ID號顯示在自動監測控制中心上；
[0031]f.通過自動監測控制中心關閉所有無線電控開關稜鏡；
[0032]g.通過待測目標地址確定目標的無線電控開關稜鏡，並由自動監測控制中心經匯聚節點向目標的無線電控開關稜鏡發送給調光玻璃通電的控制信號；
[0033]h.打開目標無線電控開關稜鏡後，自動全站儀對待測目標進行數據測量，測量完成後，調光玻璃斷電，目標無線電控開關稜鏡關閉；[0034]1.自動監測控制中心判斷是否繼續測量，如果是，則執行步驟g，否則結束本次測量。
[0035]與現有技術相比，本發明的有益效果如下:
[0036]1.採用自主設計研發的電透稜鏡解決自動全站儀監測小視場多稜鏡問題。
[0037]2.用無線傳感器網絡組織和控制無線電控開關稜鏡群，配合自動全站儀小角度監測搜索稜鏡問題；
[0038]3.功耗小，可採用電池供電。
[0039]4.採用無線通訊模式，方便部署。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0040]圖1a為本發明所述調光玻璃的斷電狀態示意圖。
[0041]圖1b為本發明所述調光玻璃的通電狀態示意圖。
[0042]圖2a為本發明所述無線電控開關稜鏡的閒置狀態示意圖。
[0043]圖2b為本發明所述無線電控開關稜鏡的工作狀態示意圖。
[0044]圖3為本發明所述的測量系統的結構示意圖。
[0045]圖4為本發明實施例1的工作流程圖。
[0046]圖5為本發明實施例2的工作流程圖。
【具體實施方式】
[0047]為使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合【具體實施方式】，進一步闡述本發明。
[0048]本發明所述的無線電控開關稜鏡，包括測量型稜鏡，所述測量型稜鏡的前端安裝有調光玻璃，所述調光玻璃連接有終端節點，該終端節點包括通訊模塊、控制電路模塊和供電模塊，所述通訊模塊與控制電路模塊的輸入端連接，用於接收遠程控制信號；所述控制電路模塊的輸出端連接供電模塊，用於根據遠程控制信號的內容控制供電模塊；所述供電模塊分別連接控制電路模塊和調光玻璃，用於給調光玻璃供電。
[0049]參見圖2a，當調光玻璃關閉電源時，電控調光玻璃裡面的液晶分子會呈現不規則的散布狀態，此時調光玻璃呈現透光而不透明的外觀狀態。參見圖2b，當給調光玻璃通電後，裡面的液晶分子呈現整齊排列，光線可以自由穿透，此時調光玻璃瞬間呈現透明狀態。
[0050]實施例1
[0051]參見圖3，本發明基於上述無線電控開關稜鏡建立的測量系統，其包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心。
[0052]其中，自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡。
[0053]無線電控開關稜鏡位於無線網絡內，用於接收協調節點發出的控制信號，並根據控制信號的內容控制調光玻璃通電或斷電。自動全站儀具有用於與無線電控開關稜鏡配合完成數據測量。
[0054]參見圖4，上述測量系統的工作流程如下:
[0055]在步驟301中，打開協調節點的電源，協調節點自動創建一個無線網絡，然後執行步驟302 ；[0056]在步驟302中，給無線電控開關稜鏡上電，無線電控開關稜鏡上電後自動加入到協調節點創建的無線網絡中，然後執行步驟303 ；
[0057]在步驟303中，協調節點將收到的控制指令發送給無線電控開關稜鏡，然後執行步驟304 ；
[0058]在步驟304中，無線電控開關稜鏡收到協調節點發送過來的控制指令後解析，並控制調光玻璃，將其打開，然後執行步驟305 ；
[0059]在步驟305中，自動全站儀根據打開的稜鏡進行數據測量，然後執行步驟306 ；
[0060]在步驟306中，自動全站儀測量完成後，協調節點發送指令給無線電控開關稜鏡，使無線電控開關稜鏡控制調光玻璃斷電，然後結束流程。
[0061]實施例2
[0062]參見圖3，本發明基於上述無線電控開關稜鏡建立的測量系統，其包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心。
[0063]其中，自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡。自動全站儀具有匯聚節點，並通過該匯聚節點與無線電控開關稜鏡、自動監測控制中心無線通訊。無線電控開關稜鏡具有終端節點，並通過該終端節點與自動全站儀、自動監測控制中心無線通訊。
[0064]參見圖5,上述測量系統的工作流程如下:
[0065]在步驟401中，在固定的位置，架設好自動全站儀，並保持地理坐標不變，然後執行步驟402 ；
[0066]在步驟402中，將自動全站儀與自動測控中心進行連接，可通過自動測控中心與自動全站儀進行數據交互，然後執行步驟403 ；
[0067]在步驟403中，將匯聚節點與自動測控中心連接，自動測控中心可以通過匯聚節點發送和接收終端節點的數據，然後執行步驟404 ；
[0068]在步驟404中，將終端節點與稜鏡一起固定在待測目標位直，然後執彳丁步驟405 ；
[0069]在步驟405中，通過自動測控中心向匯聚節點發送搜索終端節點的控制信號，搜索到終端節點後會將每個節點的ID好顯示在自動測控中心上。然後執行步驟406 ；
[0070]在步驟406中，通過自動測控中心發送關閉所有終端節點的稜鏡(即使調光玻璃變成不透明)，然後執行步驟407 ；
[0071]在步驟407中，通過待測目標地址確定稜鏡ID號，並由自動測控中心經過匯聚節點向對應ID發送打開稜鏡，終端節點收到打開稜鏡命令後打開電控開關稜鏡，使之透明，然後執行步驟408 ；
[0072]在步驟408中，打開電控開關稜鏡後，自動全站儀可對固定目標進行數據測量，測量完成後，然後執行步驟409;
[0073]在步驟409中，關閉上面測量的稜鏡，然後執行步驟410。
[0074]在步驟410中，自動測控中心判斷是否繼續測量，如果是，則執行步驟407，否則結束本次測量。
[0075]以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。
【權利要求】
1.無線電控開關稜鏡，包括測量型稜鏡，其特徵在於，所述測量型稜鏡的前端安裝有調光玻璃，所述調光玻璃連接有終端節點，該終端節點包括通訊模塊、控制電路模塊和供電模塊，所述通訊模塊與控制電路模塊的輸入端連接，用於接收遠程控制信號；所述控制電路模塊的輸出端連接供電模塊，用於根據遠程控制信號的內容控制供電模塊；所述供電模塊分別連接控制電路模塊和調光玻璃，用於給調光玻璃供電。
2.一種採用權利要求1所述的無線電控開關稜鏡的測量系統，其特徵在於，包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心； 所述自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡； 所述無線電控開關稜鏡位於無線網絡內，用於接收協調節點發出的控制信號，並根據控制信號的內容控制調光玻璃通電或斷電； 所述自動全站儀具有用於與無線電控開關稜鏡配合完成數據測量。
3.如權利要求2所述測量系統的測量方法，其特徵在於，包括如下步驟: 1)打開協調節點的 電源，協調節點創建無線網絡； 2)打開無線電控開關稜鏡，無線電控開關稜鏡加入到無線網絡中； 3)自動監測控制中心通過協調節點將控制指令發送給目標的無線電控開關稜鏡； 4)無線電控開關稜鏡接收到協調節點發送過來的控制指令後，控制調光玻璃通電； 5)自動全站儀選取目標的無線電控開關稜鏡，進行數據測量； 6)自動全站儀測量完成後，協調節點發送控制指令給目標的無線電控開關稜鏡，使無線電控開關稜鏡控制調光玻璃斷電，然後結束流程。
4.一種採用權利要求1所述的無線電控開關稜鏡的測量系統，其特徵在於，包括若干無線電控開關稜鏡、自動全站儀和自動監測控制中心； 所述自動監測控制中心具有協調節點，並通過該協調節點創建無線網絡； 所述自動全站儀具有匯聚節點，並通過該匯聚節點與無線電控開關稜鏡、自動監測控制中心無線通訊； 所述無線電控開關稜鏡具有終端節點，並通過該終端節點與自動全站儀、自動監測控制中心無線通訊。
5.如權利要求4所述測量系統的測量方法，其特徵在於，包括如下步驟: a.在固定的位置架設好自動全站儀，並保持地理坐標不變； b.將自動全站儀與自動監測控制中心連接，使兩者可以進行數據交互； c.將匯聚節點與協調節點連接，使得自動監測控制中心可以通過匯聚節點發送和接收終端節點的數據； d.將終端節點與無線電控開關稜鏡一起固定在待測目標位置； e.通過自動監測控制中心向匯聚節點發送搜索終端節點的控制信號，搜索到終端節點後會將每個終端節點的ID號顯示在自動監測控制中心上； f.通過自動監測控制中心關閉所有無線電控開關稜鏡； g.通過待測目標地址確定目標的無線電控開關稜鏡，並由自動監測控制中心經匯聚節點向目標的無線電控開關稜鏡發送給調光玻璃通電的控制信號； h.打開目標無線電控開關稜鏡後，自動全站儀對待測目標進行數據測量，測量完成後，調光玻璃斷電，目標無線電控開關稜鏡關閉； i.自動監測控制 中心判斷是否繼續測量，如果是，則執行步驟g，否則結束本次測量。
【文檔編號】G01B11/16GK103837092SQ201410084137
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月7日 優先權日:2014年3月7日
【發明者】李瑋煜, 郭巍, 江雷子, 周曉剛, 李先強, 張宗申 申請人:上海米度測控科技有限公司