CN107883922A - 一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，包括以下步骤：S1、往密封箱内装入液体，液体的体积小于密封箱的容积；S2、在被测物体上记录第一线段；S3、将密封箱置于被测物体上，并在被测物体上记录第二线段，第二线段与密封箱内的液体平面平行；S4、根据第一线段和第二线段计算被测物体的倾斜角度。本发明利用液体平面来标定被测物体上的基准线，避免了利用地面作为参考基准时有外界因素干扰而影响最终测量精度的问题，且利用精度高的基准线与水平线结合来计算被测物体的倾斜角度进一步提高了计算结果的精度和有效性，全面提高了本方法的实用性和精确性。

Description

一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法

技术领域

本发明涉及倾斜角度测量技术领域，尤其涉及一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法。

背景技术

设备元件的倾斜可能造成恶劣的影响，因此在一些场合需要对倾斜角度进行监测。比如，电杆在野外受到雨水浸泡、地陷、以及不同方向的风力、拉力等外力的影响，日久变产生不同程度的倾斜。倾斜的电杆会对人们的生命财产造成一定程度的威胁，需要测量出倾斜度，并给出维修方案，避免其对人们正常生活的不利影响。又比如，坦克装甲车辆车体的倾斜姿态，对于安全驾驶和火控***弹道解算结果有很大影响。

申请号201510164297.X一种利用电子视频测量装甲车体倾斜的方法，首先建立与装甲车体固定的坐标系，然后通过旋转坐标系与远方大地水平线重合，计算获得旋转的角度，即得到所需的车体水平倾斜角度。

申请号201310467459.8一种电杆倾斜测量仪的使用方法，通过数据处理得到目标电杆相当于地面的倾斜角和倾斜方向。在所述方法中，加速度传感器用来测量图像采集时，采集装置相对于地面的倾斜角度和采集装置相对于地面的前倾或后倾角度，用于后续电杆倾斜角度的计算。所述方法需要依据大地水平线，最终倾斜角度的计算准确度受影响。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法。

本发明提出的基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，包括以下步骤：

S1、往密封箱内装入液体，液体的体积小于密封箱的容积；

S2、在被测物体上记录第一线段；

S3、将密封箱置于被测物体上，并在被测物体上记录第二线段，第二线段与密封箱内的液体平面平行；

S4、根据第一线段和第二线段计算被测物体的倾斜角度。

优选地，步骤S2具体包括：

利用密封箱在未倾斜的被测物体上记录第一线段，第一线段与密封箱内的液体平面平行。

优选地，步骤S4具体包括：

根据下述公式计算被测物体的倾斜角度θ，所述公式为：

其中，a为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b>a，l为第二线段的长度。

优选地，步骤S4具体包括：

根据下述公式计算出被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁，所述公式为：

其中，a₁为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₁为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₁>a₁，l为第二线段的长度；

根据下述公式计算被测物体倾斜时的第一线段和第二线段的夹角θ₂，所述公式为：

其中，a₂为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₂为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₂>a₂，l为第二线段的长度；

基于被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁以及被测物体倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₂计算被测物体的倾斜角度θ，θ＝|θ₂-θ₁|。

本发明提出的倾斜角度测量方法，首先在被测物体上标定一条基准线，然后再根据基准线与水平线之间的距离以及基准线的长度来计算被测物体的倾斜角度，使得最终倾斜角度的计算结果更加准确。本发明中，在被测物体上标定基准线的方法有两种，一种是直接利用水平面来标定，如此利用液体平面来标定被测物体上的基准线，避免了利用地面作为参考基准时有外界因素干扰而影响最终测量精度的问题；第二种是在被测物体上标定一条平行于被测物体底部的基准线，再分别计算出该基准线与水平线间的夹角，以及，基准线与被测物体倾斜时水平液面的夹角，最后根据两个夹角来计算被测物体的倾斜角度，利用基准线与水平液面结合来计算被测物体的倾斜角度进一步提高了计算结果的精度和有效性，全面提高了本方法的实用性和精确性。

附图说明

图1为一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法的步骤示意图。

具体实施方式

如图1所示，图1为本发明提出的一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法。

参照图1，本发明提出的基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，包括以下步骤：

S1、往密封箱内装入液体，液体的体积小于密封箱的容积；

S2、在被测物体上记录第一线段；

S3、将密封箱置于被测物体上，并在被测物体上记录第二线段，第二线段与密封箱内的液体平面平行；

S4、根据第一线段和第二线段计算被测物体的倾斜角度。

本实施方式中，在被测物体上记录第一线段的方式有两种，一种是直接利用密封箱内的液体平面来标定第一线段，再根据第一线段与第二线段来计算被测物体的倾斜角度；第二种是直接将与被测物体底部平行的线段作为第一线段，在计算时，首先计算出第一线段与密封箱未倾斜时的液体平面之间的夹角，再计算出第一线段与密封箱倾斜时的液体平面之间的夹角，最后根据两个夹角计算出被测物体的倾斜角度。上述两种方法均通过水平面来计算被测物体的倾斜角度，避免将地面作为基准面时产生的测量误差，全面保证了被测物体倾斜角度测量的有效性和精确性。

在实施例一中，步骤S2具体包括：

利用密封箱在未倾斜的被测物体上记录第一线段，第一线段与密封箱内的液体平面平行。

步骤S4具体包括：

根据下述公式计算被测物体的倾斜角度θ，所述公式为：

其中，a为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b>a，l为第二线段的长度。

通过上述方法，将液体平面作为基准面来进行倾斜角度的测量，避免常规技术手段中利用大地水平面作为基准面时的误差影响，进一步提高了本方法的准确性和精确度。

在实施例二中，步骤S2具体包括：

在被测物体上记录第一线段。

步骤S4具体包括：

根据下述公式计算出被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁，所述公式为：

其中，a₁为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₁为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₁>a₁，l为第二线段的长度；

根据下述公式计算被测物体倾斜时的第一线段和第二线段的夹角θ₂，所述公式为：

其中，a₂为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₂为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₂>a₂，l为第二线段的长度；

基于被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁以及被测物体倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₂计算被测物体的倾斜角度θ，θ＝|θ₂-θ₁|。

本实施方式提出的倾斜角度测量方法可应用于不同场景，当需要测量被测物体的倾斜角度时，可直接利用水平面来标定基准线段，也可先利用被测物体来标定基准线段，再结合水平面来对倾斜角度进行测量，不仅扩大了本方法的使用范围，而且提高了本方法的测量精度和有效性。

进一步的实施例中，利用角度测量仪来对倾斜角度进行测量，所述角度测量仪包括密封箱、两个摄像头、图像处理单元，密封箱内装有液体，且液体的体积小于密封箱的容积，两个摄像头分别用于拍摄密封箱两端液体平面的图像信息，图像处理单元用于对两个摄像头采集的图像信息进行处理以计算出倾斜角度；上述角度测量仪依据本实施方式中提出的测量方法对物体的倾斜角度进行测量，保证了测量结果的精确性和有效性。

本实施方式提出的倾斜角度测量方法，首先在被测物体上标定一条基准线，然后再根据基准线与水平线之间的距离以及基准线的长度来计算被测物体的倾斜角度，使得最终倾斜角度的计算结果更加准确。本实施方式中，在被测物体上标定基准线的方法有两种，一种是直接利用水平面来标定，如此利用液体平面来标定被测物体上的基准线，避免了利用地面作为参考基准时有外界因素干扰而影响最终测量精度的问题；第二种是在被测物体上标定一条平行于被测物体底部的基准线，再分别计算出该基准线与水平线间的夹角，以及，基准线与被测物体倾斜时水平液面的夹角，最后根据两个夹角来计算被测物体的倾斜角度，利用基准线与水平液面结合来计算被测物体的倾斜角度进一步提高了计算结果的精度和有效性，全面提高了本方法的实用性和精确性。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、往密封箱内装入液体，液体的体积小于密封箱的容积；

S2、在被测物体上记录第一线段；

S3、将密封箱置于被测物体上，并在被测物体上记录第二线段，第二线段与密封箱内的液体平面平行；

S4、根据第一线段和第二线段计算被测物体的倾斜角度。

2.根据权利要求1所述的基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，其特征在于，步骤S2具体包括：

利用密封箱在未倾斜的被测物体上记录第一线段，第一线段与密封箱内的液体平面平行。

3.根据根据权利要求2所述的基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

根据下述公式计算被测物体的倾斜角度θ，所述公式为：

其中，a为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b>a，l为第二线段的长度。

4.根据根据权利要求1所述的基于液体平面测量的倾斜角度测量方法，其特征在于，步骤S4具体包括：

根据下述公式计算出被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁，所述公式为：

其中，a₁为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₁为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₁>a₁，l为第二线段的长度；

根据下述公式计算被测物体倾斜时的第一线段和第二线段的夹角θ₂，所述公式为：

其中，a₂为第一线段的第一端点与第二线段的第一端点的垂直距离，b₂为第一线段的第二端点与第二线段的第二端点的垂直距离，b₂>a₂，l为第二线段的长度；

基于被测物体未倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₁以及被测物体倾斜时第一线段和第二线段的夹角θ₂计算被测物体的倾斜角度θ，θ＝|θ₂-θ₁|。