CN108072326A - 一种观测光束照射的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种观测光束照射的方法及装置，所述方法包括：使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元；和/或，使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元。精度高、可靠性高、成本低且易于布设。
Description
技术领域
本发明涉及自动测量领域，尤其涉及一种观测光束照射的方法及装置。
背景技术
对建筑物或工业设施的位移检测、形变检测有着广泛的应用需求，其中，对桥梁、大坝和路轨的位移或形变检测是安全运营、生产的重要技术手段。
目前，对大坝和桥梁位移、形变检测的方法包括视准线检测法、GPS（全球导航***）以及这些方法与表面位移传感器的结合方法；对路轨（轨道交通行驶轨）的位移和形变检测包括基于CPIII(Control Point III)的绝对位移或形变的测量，或基于全站仪和测量车的性对位移或形变测量，或采用基于位移传感器的测量。
视准线法对大坝和桥梁位移、形变检测，多采用固定端点设站法，即建立一条固定视准线来测定各位移标点的偏离值。这种方法观测简单，计算方便，是生产单位常用的方法。
GPS检测法对大坝和桥梁位移、形变检测，是通过GPS/北斗卫星发送的导航定位信号确定地面待测点的三维坐标；或结合表面位移传感器实时监测坝体表面裂缝变形情况，通过触发式采集或者实时采集的方式，利用有线/无线远程网络传输实时数据到监控中心，及时了解坝体的裂缝发展情况。
基于位移传感器的行驶轨位移测量的一种方式是使用电涡流位移传感器，目前的电涡流传感器可以克服对被测目标物材质敏感而产生灵敏度变化过大、测量量程缩短、线性度变差等缺陷。
申请号为CN201510932848.2，发明名称为“一种视准线变形测量方法”的专利申请公开了一种视准线变形测量方法，能有效解决以全长基准线为照准基准，而基准线太长时，目标模糊，照准精度差，后视点与测点距离相差太远、望远镜调焦误差影响较大的问题，能有效减小大气折光对观测结果的影响。
申请号为CN201410668036.7，发明名称为“一种全站仪视准线法水平位移观测台及其使用方法”包括：包括基座、设置于基座上的滑道、垂直于基座且能沿滑道滑动的照准部、固定在照准部底部的指针、设置在基座上且与读数指针对应的刻度面、激光器。使用时，将全站仪视准线法水平位移观测台刻度面贴紧发生位移后的变形监测点，通过激光器发出的激光确定观测方向，调整刻度面与视准面垂直，旋动三颗调节螺旋，确保基座水平，并将此时观测台正对变形监测点位的中心处的初始刻度值记录下来，找到变形监测点，指挥观测台操作员平移照准部，使照准部上带有瞄准十字的反射片与全站仪望远镜内十字丝重合，再将读数指针对应的刻度值记下，用该刻度值减去初始刻度值，即为该变形点偏离视准面的位移，也即其相对于原始位置的位移量。
申请号为CN201610857432.3，发明名称为“基于激光监测的轨道状态在线监测方法”公开了一种由通信传输***、轨道监控中心设备、激光距离探测器、微处理器及通信模块所实现的基于激光监测的轨道状态在线监测方法，能够对两根轨道之间的相对间距的变化、平面高度的变化、轨道紧固设施变化及形变进行在线监测，具有监测实时性好，对突发性轨道参数变化可及时发现及报警，测试工作量及成本低的特点。
申请号为CN201611156166.8，发明名称为“一种铁路轨道轨向检测的摄影测量方法”公开了轨检小车向前移动过程中，轨面相机每隔一定距离采集存在固定几何失真的单轨图像，对图像进行几何矫正、匹配、拼接，从而得到一幅二维长轨图像，对长轨图像进行边缘检测，可初步获取长轨的内边缘。线结构光源从垂直钢轨纵轴方向发射出激光平面，激光平面在钢轨表面形成一条能够反映钢轨轮廓特征的光条曲线，轨侧相机每隔一段距离拍摄该光条曲线。对轨侧相机获取的图像进行光条细化、钢轨轮廓还原以及钢轨轮廓匹配，计算出钢轨轮廓的肥边值，根据计算出来的肥边值对相应位置的长轨内边缘进行补偿，从而得到轨面往下16mm处的长轨内边缘。根据该长轨内边缘，建立二维坐标，从而得到边缘上每一个点的坐标，即可计算出铁路轨道各处任意弦长的轨向。
现有的位移和形变测量技术中，全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加。
发明内容
本发明给出一种观测光束照射的方法及装置，用于克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。
本发明给出一种观测光束照射的方法,包括如下步骤：
使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元； 和/或
使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
本发明给出一种观测光束照射的装置,包含如下模块：
面状激光波束照射信息获取模块，面状激光波束照射信息处理发送模块；和/或，测距激光束照射信息获取模块，测距激光束照射信息处理发送模块；其中，
面状激光波束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息；
面状激光波束照射信息处理发送模块，用于将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元；
测距激光束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息；
测距激光束照射信息处理发送模块，用于将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
本发明实施例给出的方法及装置，可以克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。成本低、精度高、效率高，具有实用性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
图1为本发明实施例给出的一种观测光束照射的方法流程图；
图2为本发明实施例给出的一种观测光束照射的装置组成示意图；
图3为本发明实施例给出的一种三维观测光靶组成示意图。
实施例
本发明给出一种观测光束照射的方法及装置，用于克服全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
本发明提供的方法举例和装置举例涉及到概念，说明如下：
方法及装置实施例给出的第一、第二和第三基准位置，设置在地理位置和形状不变或不易变化的物体上，待测物体为地理位置或物体形状会发生变化的物体；
具体地，导致待测物体的地理位置或物体形状发生变化的因素包括雨淋、机械冲击、机械振动、机械碾压、温度变化、日照、风吹和自然老化；
具体地，作为地理位置或物体形状会发生变化的物体的一种实例，轨道交通使用的行驶轨的物理位置会因为车辆的碾压或自然因素发生平移和变形中的至少一种。
方法及装置实施例给出的第一、第二和第三基准位置分别位于不同的地理位置上，其对应的第一、第二和第三基准点分别具有不同的地理坐标值。
具体地，第一、第二和第三基准点的地理坐标值为已知或未知；
所述第一、第二和第三基准点的地理坐标值为未知，应用于监测物***相对位移的场景，在该应用场景下，只需要判定被测物体是否相对于观测基准面发生位移。
方法及装置实施例所述的面状激光波束，是指波束的横截面形状中包含一字形状的截面；或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状中包含一字形状的光斑；
具体地，面状激光波束的具体实例为一字形波束、三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种，因为所述波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束。
优选地，面状激光波束为一字形波束，或L形波束，⊥字形波束，或十字形波束。
更优选地，面状激光波束为一字形波束。
L形波束，⊥字形波束，或十字形波束都包含一字形波束元素；
⊥字形波束，或十字形波束包含L形波束元素。
为了便于对面状激光波束进行描述，本实施例以一字形波束为例定义或规范如下术语的含义：
在给出具体术语含义之前，首先指出：本实施例所述的一字形波束在宽度上为以波束宽度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束宽度角的角等分线为对称轴的对称波束；本实施例所述的一字形波束在厚度上为以波束厚度角的角等分面为对称面的对称波束，或以波束厚度角的角等分线为对称轴的对称波束；
一字形波束是指波束的横截面形状或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上的光斑形状为一字形；所述波束的横截面是指在与波束主传播方向相垂直的平面上的截面；
一字形波束的宽度维半功率角度，是指一字形波束在一字线延伸方向所在平面内的半功率角度；
一字形波束宽度维角平分面，是指垂直于一字形波束的一字线光斑或一字形横截面并且将一字形面波束的半功率角度二等分的平面；
一字形波束的厚度维半功率角度，是指一字形波束在与一字线延伸方向垂直的平面内的半功率角度；
一字形波束的厚度维角平分面，是指垂直于一字形波束宽度维角平分面并且将一字形波束的厚度维半功率角度二等分的平面；
一字形波束的视轴或光轴，是指一字形波束宽度维角平分面与一字形波束的厚度维角平分面的交线。
具体地，当本实施例所述的面状激光波束为波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束时，比如，当面状激光波束为三字形波束、十字形波束、丰字形波束、川字形波束、彡字形波束、⊕字形波束、⊥字形波束、⊿字形波束和L形波束中的任一种时，选取其中具有一字形波束形状的一个波束构成部分作为一字形波束元素，将对一字形波束定义的一字形波束的宽度维半功率角度、一字形波束宽度维角平分面、一字形波束的厚度维半功率角度、一字形波束的厚度维角平分面以及一字形波束的视轴或光轴的概念应用于该一字形波束元素。
下面结合附图，对本发明提供的位置检测方法举例、***举例加以说明。
实施例一，一种观测光束照射的方法举例
参见图1所示，本发明提供的一种观测光束照射的方法实施例,包括如下步骤：
S110，使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元； 和/或
S120，使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
本实施例给出的方法，其中，
所述观测基准面的预定邻域由至该观测基准面的距离小于预定距离值门限的点构成，所述预定距离值门限在大于零米小于或等于10米范围内取值；
优选地，预定距离值门限在大于零米小于或等于1米范围内取值；
更优选地，预定距离值门限在大于零毫米小于或等于10毫米范围内取值。
本实施例给出的方法，其中，
所述距离测量点的预定邻域由至该距离测量点的距离小于预定距离值门限的点构成，所述预定距离值门限在大于零米小于或等于10米范围内取值；
优选地，预定距离值门限在大于零米小于或等于1米范围内取值；
更优选地，预定距离值门限在大于零毫米小于或等于10毫米范围内取值。
本实施例给出的方法，其中，
本实施例给出的方法，其中，
所述观测基准面，其构建方法包括如下至少一种步骤：
经过第一基准位置对应的第一基准点发射面状激光波束，使所述面状激光波束的不同部分分别对第二基准位置对应的第二基准点和第三基准位置对应的第三基准点同时照射；将经过所述第一基准点照向第二和第三基准点的面状激光波束的波束面作为第一观测基准面；
经过第四基准位置对应的第四基准点发射面状激光波束，使所述面状激光波束的不同部分分别对第五基准位置对应的第五基准点和第六基准位置对应的第六基准点同时照射；将经过所述第四基准点照向第五和第六基准点的面状激光波束的波束面作为第二观测基准面；
经过第一基准位置对应的第一基准点发射“L”形面状激光波束，使所述“L”形面状激光波束的拐点对第二基准位置对应的第二基准点照射，使所述“L”形面状激光波束的拐点之外的横线部分或竖线部分对第三基准位置对应的第三基准点同时照射；将经过所述第一基准点照向第二和第三基准点的“L”形面状激光波束的横线部分和竖线部分对应的波束面分别作为第一和第二观测基准面；
优选地，“L”形面状激光波束的横线部分和竖线部分对应的波束面为相互垂直的波束面。
具体地，所述“L”形面状激光波束，为在其主照射方向的垂面上的截面形状为“L”形的波束，或为在其主照射方向的垂面上的截面形状为包含“L”形元素的⊥字形波束，或十字形波束。
本实施例中，所述第一、第二观测基准面之间为相互相交或相互垂直的关系。
当第二观测基准面与第一观测基准面相交或垂直，使用第一观测基准面获取观测光靶对应的基准点在第一维度上相对于该观测基准面的位置或位移，使用第二观测基准面获取所述观测光靶对应的基准点在第二维度上相对于该观测基准面的位置或位移；
所述面状激光波束，是指波束的横截面形状中或波束照射在与波束主传播方向相垂直的平面上所形成的光斑中包含一字形状的激光波束；
所述经过所述第四基准点对所述第五基准点和第六基准点的照射位置误差小于预定基准面误差门限的面状激光波束的波束面，被用作第二观测基准面，第二观测基准面被用于检测观测光靶对应的基准点相对于该观测基准面的位置或位移。
具体地，对应第二观测基准面第一观测光靶，该光靶用于获取面状激光波束在第五基准位第五基准点置处的照射位置，第六基准点对应第二观测基准面第二观测光靶，该光靶用于获取面状激光波束在第六基准位置处的照射位置。
具体地，第一、第二、第三、第四、第五和第六基准位置位于不同的地理位置，或第一、第二和第三基准位置中至少有一个与第四、第五和第六基准位置中的一个位于相同的地理位置。
本实施例给出的方法，其中，
所述第一维度为竖向维度或垂直方向维度，第二维度为横向维度或水平方向维度；或，所述第一维度为横向维度或水平方向维度，第二维度为竖向维度或垂直方向维度；
第一维度与第二维度相交或垂直相交。
优选地，第一维度为垂直方向维度，第二维度为水平方向维度；或第一维度为水平方向维度，第二维度为垂直方向维度。
本实施例中，经过第一基准位置对应的第一基准点发射一字形激光波束，包括：
使一字形激光波束的光轴在光反射单元上的入射点与所述第一基准点共点位或与所述第一基准点的距离误差小于预定的入射点距离误差门限。
所述光反射单元包括光反射面和光反射面承载体；
所述一字形激光波束的光轴在光反射单元上的入射点为一字形激光波束的光轴在光反射单元包含的光反射面上的入射点。
具体地，光反射单元包括光反射镜、光反射镜片和光反射膜中的任一种。
具体地，所述预定的入射点距离误差门限为取值范围在0至3毫米之间的实数，不包括0值，包括3值；
优选地，所述预定的入射点距离误差门限为取值范围在0至3毫米之间的实数，不包括0值，包括3值。
本实施例中，所述一字形激光波束的光轴也称之为一字形激光束的视轴，或者称之为经过一字形激光束光源中心至一字形激光束的一字形光斑质心线的射线，或称之为一字形激光束主传播方向的波束指向。
本实施例中，所述使用经过所述第一、第二和第三基准点的一字形激光波束所在平面作为观测基准面，包括：
使用与所述第一、第二和第三基准点的距离分别小于预定基准面误差门限的一字形波束的厚度维角平分面所在平面作为观测基准面；或
使用与所述第一、第二和第三基准点的距离小于预定基准面误差门限的一字形波束的视轴与该波束的一字形光斑在其长度方向的中心线所构成的平面作为观测基准平面。
本实施例中，一字形波束的厚度维角平分面也称之为一字形波束的厚度中心面。
具体地，所述一字形波束的厚度中心面由至扁平形的一字形波束的两个扁平表面距离相等的点构成。
具体地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至5毫米之间的实数，不包括0值，包括5值；
优选地，所述预定基准面误差门限为取值范围在0至0.5毫米之间的实数，不包括0值，包括0.5值。
本实施例给出的方法，其中，
所述一维观测光靶，包括长条形散射面或柱形散射面中的任一种所在的无源散射体，或包括在一个维度上布设的固定或可移动的光探测器；
所述无源散射体或光探测器用于观测光靶包含的测距基准点或观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的位置。
本实施例给出的方法，其中，
所述二维观测光靶，包括一个散射面构成的一个无源平面，或包括由一个平行面构成的有源平面；
所述无源平面或有源平面与观测基准面的交线用于测量光斑或波束面的走向，或用于确定观测光靶相对于观测基准面的倾斜角度。
具体地，同一个有源或无源平行面对具有相同的法线方向，当所述观测光靶包含两个或两个以上的平行面对时，不同的平行面对的法线方向不同。
具体地，同一个有源或无源平行面对可以同时从不同的观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射。
具体地，所述无源平行面对或有源平行面对的尺度为已知，两个平行面的间距为已知。
进一步地，当平行面对为两个具有正方形边缘的平面时，正方形的边长为已知。
进一步地，在平行面对包含的两个具有正方形边缘的平面上，布设有位置已知的测量标志点或测量控制点。
本实施例给出的方法，其中，
所述三维观测光靶，包括由两个平行的散射面构成的一个无源平行面对，或包括由两个平行面构成的一个有源平行面对，所述平行面对用于确定观测基准面相对于观测光靶的走向，或用于确定观测光靶相对于观测基准面的倾斜角度。
具体地，同一个有源或无源平行面对具有相同的法线方向，当所述观测光靶包含两个或两个以上的平行面对时，不同的平行面对的法线方向不同。
具体地，同一个有源或无源平行面对可以同时从不同的观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射。
具体地，所述无源平行面对或有源平行面对的尺度为已知，两个平行面的间距为已知。
本实施例中，作为有源平行面对的一种具体实现方式，有源平行面对包含的第一和第二平面为长方形平面或正方形平面。
本实施例中，作为有源平行面对的一种具体实现方式，有源平行面对包含的光探测器或光学成像传感器所在第一平面为一长条形平面或由两个长条形构成的十字形平面，所在第二平面为长方形平面或正方形平面。
本实施例中，作为无源平行面对的一种具体实现方式，无源平行面对包含的散射面所在的第一和第二平面为长方形平面或正方形平面。
本实施例中，作为无源平行面对的一种具体实现方式，无源平行面对包含的散射面所在的第一平面为一长条形平面或由两个长条形构成的十字形平面，第二平面为长方形平面或正方形平面。
具体地，同一个有源或无源平行面对具有相同的法线方向，当所述观测光靶包含两个或两个以上的平行面对时，不同的平行面对的法线方向不同。
具体地，同一个有源或无源平行面对可以同时从不同的观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射。
进一步地，当平行面对为两个具有正方形边缘的平面时，正方形的边长为已知。
进一步地，在平行面对包含的两个具有正方形边缘的平面上，布设有位置已知的测量标志点或测量控制点。
具体地，作为观测光靶包含的有源或无源平行面对的一种实现方式，包括：
使用第一正方形平面作为第一平行面，使用第二正方形平面作为第二平行面，第一正方形平面边长小于第二正方形平面的边长，第一正方形平面的四个顶点均位于第二正方形平面的对角线上，第一正方形平面与第二正方形平面间距为已知的大于零的数值，并且，第一正方形平面与观测基准面光源的距离小于第二正方形平面与观测基准面光源的距离。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元，其中，
所述使用一维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括：
使用一维观测光靶的长条形散射面或柱形散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；以及
使用位于一维观测光靶的一个维度内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在所述维度内的内的照射点；
所述使用二维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括：
使用二维观测光靶的一个散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在一个平面内的两个或两个以上的照射点；以及
使用分别位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在该平面内的照射图象;
所述使用三维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种步骤：
使用三维观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述两个平行的散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的三个或三个以上的照射点；以及
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的照射图象；
所述将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元，包括：
通过有线或无线信道将面状激光波束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述面状激光波束的照射信息包括如下至少一种信息：
面状激光波束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息；以及
面状激光波束在观测光靶上的入射角度信息。
具体地，所述观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的直接照射，是指从光源端发射的面状激光波束不经过反射或散射直接照射到光探测器上，或，从光源端发射的面状激光波束不经过反射或散射直接照射到光学成像传感器上。
具体地，所述观测基准面的预定邻域内的面状激光波束是指光束的厚度维角平分面与观测基准面重合或光束的厚度维内包含观测基准面的面状激光波束。
进一步地，所述面状激光波束的照射信息被面状激光波束照射控制单元用于调整所述面状激光波束的照射方向或面状激光波束的的波束面法线方向，使该面状激光波束成为覆盖观测基准面的面状激光波束。
本实施例中，所述覆盖观测基准面的面状激光波束，包括：
其厚度维角平分面与三个处于不同位置的基准点的距离分别小于预定基准面误差门限的面状激光波束，所述观测基准面为穿过所述三个处于不同位置的基准点的平面，优选地，该面状激光波束为一字形波束或包含一字形波束元素的波束；或
其视轴与该波束的一字形光斑在其长度方向的中心线所构成的平面与三个处于不同位置的基准点的距离分别小于预定基准面误差门限的面状激光波束，所述观测基准面为穿过所述三个处于不同位置的基准点的平面，优选地，该面状激光波束为一字形波束或包含一字形波束元素的波束。
本实施例给出的方法，其中，
所述使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，使用观测光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；或
使用光学成像传感器获取测距激光束在观测光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；
所述将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，包括：
通过有线或无线信道将测距激光束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述测距激光束的照射信息包括如下至少一种信息：
测距激光束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
测距激光束在观测光靶上的照射位置信息；以及
测距激光束在观测光靶上的入射角度信息。
具体地，所述测距激光束从位置已知的测距基准点照向观测光靶，该测距激光束用于获取观测光靶对应的基准点相对于测距基准点的距离；
具体地，所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点为点位相同或点位不同的点，并且所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点保持已知的点位对应关系。
具体地，观测光靶上的距离测量点的数量为一个或大于一个的自然数。
本实施例给出的方法，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，进一步包括：
将观测到的测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，用于距激光束照射控制单元调整波束照射方向以保持对观测光靶上的距离测量点的跟踪测距。
进一步地，所述保持对观测光靶上的距离测量点的跟踪测距，包括：
测距激光束照射控制单元调整波束照射方向使之对光靶上的距离测量点或观测光靶对应的基准点保持跟踪照射。
本实施例给出的方法，其中，
所述通过有线或无线信道发送面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息，进一步包括如下步骤：
对应于一维观测光靶，使用面状激光波束对一维观测光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该观测光靶对应的基准点的距离；
对应于二维观测光靶，使用观测光靶包含的散射面截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的一字形照射光斑的图象、光探测器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置和光学成像传感器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置中的至少一种，确定观测基准面与散射体所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离值或距离的近似值；
对应于三维观测光靶，使用观测光靶的两个平行的散射面或包含光探测器和光学成像传感器中的任一种的有源平行面对从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面或对有源平行面对的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
具体地，使用观测光靶包含的固定或可移动光探测器截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的两个或两个以上的照射位置，确定观测基准面与光探测器所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离的近似值。
具体地，使用位于观测光靶两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的三个或三个以上且位于两个平行的面上的照射点位置，确定所述观测基准面对两个平行的散射面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于该切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
具体地，使用观测光靶包含的固定或可移动光学成像传感器截获的特定观测基准面的预定邻域内的照射图象，确定观测基准面与光学成像传感器所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离的近似值。
具体地，使用分别位于观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束在两个平面内的照射图象，确定所述观测基准面对所述两个平行面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于该切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
本实施例给出的方法，其中，
使用观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值，包括：
使用光学成像传感器获取观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的在第一散射面和第二散射面上的照射光斑的图像；
使用第一散射面上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线，将该中心线作为观测基准面与第一散射面的交线A，使用第二散射面上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线，将该中心线作为观测基准面与第二散射面的交线B；
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定两个点PA1和PA2的坐标，在交线B上确定一个点PB1的坐标,使用点PA1、PA2和PB1的坐标确定观测基准面对观测光靶包含的两个平行的散射面的切面或切面方程；或
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定一个点PA1的坐标，在交线B上确定两个点PB1和PB2的坐标,使用点PA1、PPB1和PB2的坐标确定观测基准面对观测光靶包含的两个平行的散射面的切面或切面方程；
使用观测光靶对应的基准点在基于观测光靶的坐标系中的坐标值，以及所述的切面方程，计算位置参照点至观测基准面的距离值。
具体地，所述基于观测光靶的坐标系为坐标原点和坐标轴随观测光靶的移动而同步移动，或随观测光靶的转动而同步转动的坐标系。
具体地，在基于观测光靶的坐标系中，观测光靶上的点的坐标值不随观测光靶的移动或转动发生变化。
具体地，所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面的边长为已知，第一散射面和第二散射面的的间距为已知；和/或，
所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量标志点，或观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量控制点。
进一步地，所述测量标志点或测量控制点为无源或有源。
作为一种基于观测光靶的坐标系的具体实现方式，包括：
使用第一正方形平面作为第一平行面，使用第二正方形平面作为第二平行面，第一正方形平面边长小于第二正方形平面的边长，第一正方形平面的四个顶点均位于第二正方形平面的对角线上，第一正方形平面与第二正方形平面间距为已知的大于零的数值，并且，第一正方形平面与观测基准面光源的距离小于第二正方形平面与观测基准面光源的距离；
使用第二正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第二正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的两个对角线的焦点作为坐标系原点，穿过该原点与第一正方形的两个相互垂直的边分别平行的两条线中一个作为X轴，一个作为Y轴，使用穿过该原点且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系。
进一步地，所述观测光靶包含测量参照线，该测测量参照线包含横向水平参照线、纵向水平参照线和垂向参照线中的至少一种。
所述观测光靶包含的测量参照线，其中，
横向水平参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖垂面转动的角度中的至少一种；
纵向水平参照线，用于获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于横向竖垂面转动的角度中的至少一种；
垂向参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖立平面转动的角度、获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度、获取观测光靶绕横向轴线相对于竖立平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度中的至少一种。
本实施例给出的方法，其中，还包括光束发射方法，具体包括如下至少一种步骤：
水平参照点标定步骤，使用水平仪调整水平参照点标定激光束的照射方向，使其照射方向处于水平方向，在水平状态下向相邻的观测光靶和面状激光束发射单元中至少一个发射水平参照点标定激光束；
基准点位置标定步骤，调整基准点位置标定激光束的照射方向，使其照射方向处于垂直方向，在垂直状态下向位于其上方或下方的平面内的基准点位置标定标志发送基准点位置标定激光束，使用基准点位置标定激光束在基准点位置标定标志上相对于该标志上特征点的点位偏移量作为基准点位置的水平偏移量，并且，向基准点位置标定标志发送激光测距信号，获取基准点相对于基准点位置标定标志的垂直距离偏移量；以及
基准点位置三点标定步骤，调整测距激光束的照射方向，使其发射的测距激光束经过本地基准点后依次照向第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点，获取本地基准点至第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的距离D1、D2和D3，使用第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的坐标以及距离D1、D2和D3获取本地基准点的坐标，使用该坐标确定本地基准点的的位置偏移量。
具体地，所述水平参照点用于标定观测光靶上与第一基准位置处的第一基准点处于同一个水平面上的点，水平参照点与基准点的点位可以相同或不同。
具体地，作为水平参照点的一种使用方式，包括：
在建立观测基准面时，观测光靶以其对应的水平参照点作为其实际使用的基准点对面状波束的照射位置进行引导，使之照射到该观测光靶对应的水平参照点上；此种情况下，水平参照点作为基准参照使用，并且，在水平参照点与基准点的点位不同时，两者的相对位置或间距为已知。
所述水平参照点标定激光束，包括光斑为面状激光束、光斑为十字形的面状激光束、光斑为一字形的面状激光束和光斑为点状的激光束中的任一种。
产生不同水平参照点标定激光束的方法包括如下至少一种步骤：
通过将透镜移入光路、将透镜移出光路和改变透镜在光路上的位置中的至少一种方式调整面状激光波束的宽度或一字形光斑的长度，使面状激光波束的宽度或一字形光斑的长度能够同时覆盖第二基准点和第三基准点；以及
通过将透镜移入光路、将透镜移出光路和改变透镜在光路上的位置中的至少一种方式调整面状激光波束的厚度或一字形光斑的粗细，使面状激光波束在第二基准点和第三基准点具有便于观测的厚度或一字形光斑的粗细。。
实施例二，一种观测光束照射的装置举例
参见图2所示，本发明提供的一种观测光束照射的装置实施例,包括：
面状激光波束照射信息获取模块210，面状激光波束照射信息处理发送模块220；和/或，测距激光束照射信息获取模块230，测距激光束照射信息处理发送模块240；其中，
面状激光波束照射信息获取模块210，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括光散射面单元，包括光散射面子模块、光探测器子模块和光学成像子模块中的至少一种；
面状激光波束照射信息处理发送模块，用于将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元220，包括面状激光波束照射信息处理子模块和数据传输子模块中的至少一种；
测距激光束照射信息获取模块230，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，包括光散射面子模块、光探测器子模块和光学成像子模块中的至少一种；
测距激光束照射信息处理发送模块240，用于将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，包括测距激光束照射信息处理子模块和数据传输子模块中的至少一种；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
本实施例给出的装置，其中，
所述观测基准面的预定邻域由至该观测基准面的距离小于预定距离值门限的点构成，所述预定距离值门限在大于零米小于或等于10米范围内取值；
优选地，预定距离值门限在大于零米小于或等于1米范围内取值；
更优选地，预定距离值门限在大于零毫米小于或等于10毫米范围内取值。
本实施例给出的装置，其中，
所述距离测量点的预定邻域由至该距离测量点的距离小于预定距离值门限的点构成，所述预定距离值门限在大于零米小于或等于10米范围内取值；
优选地，预定距离值门限在大于零米小于或等于1米范围内取值；
更优选地，预定距离值门限在大于零毫米小于或等于10毫米范围内取值。
本实施例给出的装置，其中，
所述将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元，包括：
通过有线或无线信道将面状激光波束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
具体地，所述面状激光波束的照射信息包括如下信息中的至少一种：
面状激光波束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息；以及
面状激光波束在观测光靶上的入射角度信息。
进一步地，所述面状激光波束的照射信息被面状激光波束照射控制单元用于调整所述面状激光波束的照射方向或面状激光波束的的波束面法线方向，使该面状激光波束成为覆盖观测基准面的面状激光波束。
本实施例给出的装置，其中，
所述观测基准面，其构建方法包括如下至少一种步骤：
经过第一基准位置对应的第一基准点发射面状激光波束，使所述面状激光波束的不同部分分别对第二基准位置对应的第二基准点和第三基准位置对应的第三基准点同时照射；将经过所述第一基准点照向第二和第三基准点的面状激光波束的波束面作为第一观测基准面；
经过第四基准位置对应的第四基准点发射面状激光波束，使所述面状激光波束的不同部分分别对第五基准位置对应的第五基准点和第六基准位置对应的第六基准点同时照射；将经过所述第四基准点照向第五和第六基准点的面状激光波束的波束面作为第二观测基准面；
经过第一基准位置对应的第一基准点发射“L”形面状激光波束，使所述“L”形面状激光波束的拐点对第二基准位置对应的第二基准点照射，使所述“L”形面状激光波束的拐点之外的横线部分或竖线部分对第三基准位置对应的第三基准点同时照射；将经过所述第一基准点照向第二和第三基准点的“L”形面状激光波束的横线部分和竖线部分对应的波束面分别作为第一和第二观测基准面；
优选地，“L”形面状激光波束的横线部分和竖线部分对应的波束面为相互垂直的波束面。
具体地，所述“L”形面状激光波束，为在其主照射方向的垂面上的截面形状为“L”形的波束，或为在其主照射方向的垂面上的截面形状为包含“L”形元素的⊥字形波束，或十字形波束。
本实施例给出的装置，其中，
所述面状激光波束照射信息获取模块210，执行使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息的操作，其中，
所述面状激光波束照射信息获取模块210，执行使用一维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用一维观测光靶的长条形散射面或柱形散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；以及
使用位于一维观测光靶的一个维度内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在所述维度内的内的照射点；
所述面状激光波束照射信息获取模块210，执行使用二维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用二维观测光靶的一个散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在一个平面内的两个或两个以上的照射点；以及
使用分别位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在该平面内的照射图象;
所述面状激光波束照射信息获取模块210，执行使用三维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用三维观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述两个平行的散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的三个或三个以上的照射点；以及
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的照射图象；
所述面状激光波束照射信息处理发送模块220，执行将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元的操作，包括：
通过有线或无线信道将面状激光波束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述面状激光波束的照射信息包括如下至少一种信息：
面状激光波束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息；以及
面状激光波束在观测光靶上的入射角度信息。
具体地，所述观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的直接照射，是指从光源端发射的面状激光波束不经过反射或散射直接照射到光探测器上，或，从光源端发射的面状激光波束不经过反射或散射直接照射到光学成像传感器上。
具体地，所述观测基准面的预定邻域内的面状激光波束是指光束的厚度维角平分面与观测基准面重合或光束的厚度维内包含观测基准面的面状激光波束。
进一步地，所述面状激光波束的照射信息被面状激光波束照射控制单元用于调整所述面状激光波束的照射方向或面状激光波束的的波束面法线方向，使该面状激光波束成为覆盖观测基准面的面状激光波束。
本实施例中，所述覆盖观测基准面的面状激光波束，包括：
其厚度维角平分面与三个处于不同位置的基准点的距离分别小于预定基准面误差门限的面状激光波束，所述观测基准面为穿过所述三个处于不同位置的基准点的平面，优选地，该面状激光波束为一字形波束或包含一字形波束元素的波束；或
其视轴与该波束的一字形光斑在其长度方向的中心线所构成的平面与三个处于不同位置的基准点的距离分别小于预定基准面误差门限的面状激光波束，所述观测基准面为穿过所述三个处于不同位置的基准点的平面，优选地，该面状激光波束为一字形波束或包含一字形波束元素的波束。
本实施例给出的装置，其中，
所述测距激光束接收或发射模块220，用于执行观测测距激光束的照射信息或发送测距激光束的操作，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，使用观测光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；或
使用光学成像传感器获取测距激光束在观测光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；
所述发送测距激光束，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，从观测光靶上的距离测量点向位置已知的测距基准点发送测距激光束，该测距激光束用于获取观测光靶对应的基准点或距离测量点相对于测距基准点的距离。
具体地，所述测距激光束从位置已知的测距基准点照向观测光靶，该测距激光束用于获取观测光靶对应的基准点相对于测距基准点的距离；
具体地，所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点为点位相同或点位不同的点，并且所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点保持已知的点位对应关系。
具体地，观测光靶上的距离测量点的数量为一个或大于一个的自然数。
本实施例给出的方法，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，进一步包括：
将观测到的测距激光束的照射信息发送至距离测量波束发送端，用于激光测距波束发送端调整波束照射方向以保持对观测光靶的跟踪测距。
进一步地，所述保持对观测光靶的跟踪测距，包括：
激光测距波束发送端调整波束照射方向使之对光靶上的距离测量点或观测光靶对应的基准点保持跟踪照射。
本实施例给出的装置，其中，
所述测距激光束照射信息获取模块230，用于执行使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息的操作，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，使用观测光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；或
使用光学成像传感器获取测距激光束在观测光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；
所述测距激光束照射信息处理发送模块240，用于执行将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元的操作，包括：
通过有线或无线信道将测距激光束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述测距激光束的照射信息包括如下至少一种信息：
测距激光束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
测距激光束在观测光靶上的照射位置信息；以及
测距激光束在观测光靶上的入射角度信息。
具体地，所述测距激光束从位置已知的测距基准点照向观测光靶，该测距激光束用于获取观测光靶对应的基准点相对于测距基准点的距离；
具体地，所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点为点位相同或点位不同的点，并且所述观测光靶上的距离测量点与观测光靶对应的基准点保持已知的点位对应关系。
具体地，观测光靶上的距离测量点的数量为一个或大于一个的自然数。
本实施例给出的方法，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，进一步包括：
将观测到的测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，用于距激光束照射控制单元调整波束照射方向以保持对观测光靶上的距离测量点的跟踪测距。
进一步地，所述保持对观测光靶上的距离测量点的跟踪测距，包括：
测距激光束照射控制单元调整波束照射方向使之对光靶上的距离测量点或观测光靶对应的基准点保持跟踪照射。
本实施例给出的装置，其中，
所述所述面状激光波束照射信息处理发送模块执行的通过有线或无线信道发送面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息的操作，进一步包括如下步骤：
对应于一维观测光靶，使用面状激光波束对一维观测光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该观测光靶对应的基准点的距离；
对应于二维观测光靶，使用观测光靶包含的散射面截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的一字形照射光斑的图象、光探测器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置和光学成像传感器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置中的至少一种，确定观测基准面与散射体所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离值或距离的近似值；
对应于三维观测光靶，使用观测光靶的两个平行的散射面或包含光探测器和光学成像传感器中的任一种的有源平行面对从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面或对有源平行面对的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
具体地，使用观测光靶包含的固定或可移动光探测器截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的两个或两个以上的照射位置，确定观测基准面与光探测器所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离的近似值。
具体地，使用位于观测光靶两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的三个或三个以上且位于两个平行的面上的照射点位置，确定所述观测基准面对两个平行的散射面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于该切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
具体地，使用观测光靶包含的固定或可移动光学成像传感器截获的特定观测基准面的预定邻域内的照射图象，确定观测基准面与光学成像传感器所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离的近似值。
具体地，使用分别位于观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束在两个平面内的照射图象，确定所述观测基准面对所述两个平行面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于该切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
本实施例给出的方法，其中，
使用观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值，包括：
使用光学成像传感器获取观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的在第一散射面和第二散射面上的照射光斑的图像；
使用第一散射面上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线，将该中心线作为观测基准面与第一散射面的交线A，使用第二散射面上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线，将该中心线作为观测基准面与第二散射面的交线B；
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定两个点PA1和PA2的坐标，在交线B上确定一个点PB1的坐标,使用点PA1、PA2和PB1的坐标确定观测基准面对观测光靶包含的两个平行的散射面的切面或切面方程；或
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定一个点PA1的坐标，在交线B上确定两个点PB1和PB2的坐标,使用点PA1、PPB1和PB2的坐标确定观测基准面对观测光靶包含的两个平行的散射面的切面或切面方程；
使用观测光靶对应的基准点在基于观测光靶的坐标系中的坐标值，以及所述的切面方程，计算位置参照点至观测基准面的距离值。
具体地，所述基于观测光靶的坐标系为坐标原点和坐标轴随观测光靶的移动而同步移动，或随观测光靶的转动而同步转动的坐标系。
具体地，在基于观测光靶的坐标系中，观测光靶上的点的坐标值不随观测光靶的移动或转动发生变化。
具体地，所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面的边长为已知，第一散射面和第二散射面的的间距为已知；和/或，
所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量标志点，或观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量控制点。
进一步地，所述测量标志点或测量控制点为无源或有源。
作为一种基于观测光靶的坐标系的具体实现方式，包括：
使用第一正方形平面作为第一平行面，使用第二正方形平面作为第二平行面，第一正方形平面边长小于第二正方形平面的边长，第一正方形平面的四个顶点均位于第二正方形平面的对角线上，第一正方形平面与第二正方形平面间距为已知的大于零的数值，并且，第一正方形平面与观测基准面光源的距离小于第二正方形平面与观测基准面光源的距离；
使用第二正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第二正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的两个对角线的焦点作为坐标系原点，穿过该原点与第一正方形的两个相互垂直的边分别平行的两条线中一个作为X轴，一个作为Y轴，使用穿过该原点且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系。
进一步地，所述观测光靶包含测量参照线，该测测量参照线包含横向水平参照线、纵向水平参照线和垂向参照线中的至少一种。
所述观测光靶包含的测量参照线，其中，
横向水平参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖垂面转动的角度中的至少一种；
纵向水平参照线，用于获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于横向竖垂面转动的角度中的至少一种；
垂向参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖立平面转动的角度、获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度、获取观测光靶绕横向轴线相对于竖立平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度中的至少一种。
本实施例给出的装置，参见图3所示，其中，
使用观测光靶的两个平行的散射面320和330从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值，包括：
使用光学成像传感器380获取观测光靶的两个平行的散射面320和330从同一个观测基准面350上接收面状激光波束的在第一散射面320和第二散射面330上的照射光斑的图像；
使用第一散射面320上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线321，将该中心线321作为观测基准面与第一散射面320的交线A，使用第二散射面330上的照射光斑的图像求取该照射光斑在一字形长度方向上的中心线331，将该中心线331作为观测基准面与第二散射面的交线B；
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定两个点PA1和PA2的坐标，在交线B上确定一个点PB1的坐标,使用点PA1、PA2和PB1的坐标确定观测基准面对观测光靶包含的两个平行的散射面的切面或切面方程；或
使用基于观测光靶的坐标系及该坐标系中位置已知的点在交线A上确定一个点PA1，即图3中点322，的坐标，在交线B上确定两个点PB1和PB2的坐标,在图3中，点PB1为点332，PB2为点333，使用点PA1、PPB1和PB2的坐标确定观测基准面350对观测光靶包含的两个平行的散射面320和330的切面或切面方程；
使用观测光靶包含的位置参照点310在基于观测光靶的坐标系中的坐标值，以及所述的切面方程，计算位置参照点310至观测基准面的预定邻域内的垂直投影点390的距离值。
具体地，参见图3所示，点322和点323为光斑中心线321与第一散射面320的两条边线的交线，点332和点333为光斑中心线331与第二散射面330的两条边线的交线，点322、点323、点332和点333构成的切面在理论上或在无测量误差时与观测基准面350共面，点322、点332和点333构成的三角面在理论上或在无测量误差时与观测基准面350共面。
具体地，所述基于观测光靶的坐标系为坐标原点和坐标轴随观测光靶的移动而同步移动或随观测光靶的转动而同步转动的坐标系，或者说，在基于观测光靶的坐标系中，观测光靶上的点的坐标值不随观测光靶的移动或转动发生变化。
具体地，所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面的边长为已知，第一散射面和第二散射面的的间距为已知；和/或，
所述观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量标志点，或观测光靶包含的第一散射面和第二散射面分别包含位置或尺度已知的测量控制点。
进一步地，所述测量标志点或测量控制点为无源或有源。
使用第二正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第二正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的一个顶角对应的两个直角边作为X轴和Y轴，使用穿过该顶角且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系；或
使用第一正方形平面的两个对角线的焦点作为坐标系原点，穿过该原点与第一正方形的两个相互垂直的边分别平行的两条线中一个作为X轴，一个作为Y轴，使用穿过该原点且与第一正方形所在平面垂直的直线作为Z轴，构建基于观测光靶的直角坐标系。
具体地，所述观测光靶包含测量参照线，该测测量参照线包含横向水平参照线、纵向水平参照线和垂向参照线中的至少一种。
所述观测光靶包含的测量参照线，其中，
横向水平参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖垂面转动的角度中的至少一种；
纵向水平参照线，用于获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于横向竖垂面转动的角度中的至少一种；
垂向参照线，用于获取观测光靶绕纵向轴线相对于纵向竖立平面转动的角度、获取观测光靶绕纵向轴线相对于水平面转动的角度、获取观测光靶绕横向轴线相对于竖立平面转动的角度和获取观测光靶绕横向轴线相对于水平面转动的角度中的至少一种。
本实施例给出的装置，还包括光束发射模块250，用于执行如下至少一种操作步骤：
水平参照点标定步骤，使用水平仪调整水平参照点标定激光束的照射方向，使其照射方向处于水平方向，在水平状态下向相邻的观测光靶和面状激光束发射单元中至少一个发射水平参照点标定激光束；
基准点位置标定步骤，调整基准点位置标定激光束的照射方向，使其照射方向处于垂直方向，在垂直状态下向位于其上方或下方的平面内的基准点位置标定标志发送基准点位置标定激光束，使用基准点位置标定激光束在基准点位置标定标志上相对于该标志上特征点的点位偏移量作为基准点位置的水平偏移量，并且，向基准点位置标定标志发送激光测距信号，获取基准点相对于基准点位置标定标志的垂直距离偏移量；以及
基准点位置三点标定步骤，调整测距激光束的照射方向，使其发射的测距激光束经过本地基准点后依次照向第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点，获取本地基准点至第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的距离D1、D2和D3，使用第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的坐标以及距离D1、D2和D3获取本地基准点的坐标，使用该坐标确定本地基准点的的位置偏移量。
具体地，所述水平参照点用于标定观测光靶上与第一基准位置处的第一基准点处于同一个水平面上的点，水平参照点与基准点的点位可以相同或不同。
具体地，作为水平参照点的一种使用方式，包括：
在建立观测基准面时，观测光靶以其对应的水平参照点作为其实际使用的基准点对面状波束的照射位置进行引导，使之照射到该观测光靶对应的水平参照点上；此种情况下，水平参照点作为基准参照使用，并且，在水平参照点与基准点的点位不同时，两者的相对位置或间距为已知。
所述水平参照点标定激光束，包括光斑为面状激光束、光斑为十字形的面状激光束、光斑为一字形的面状激光束和光斑为点状的激光束中的任一种。
产生不同水平参照点标定激光束的方法包括如下至少一种步骤：
通过将透镜移入光路、将透镜移出光路和改变透镜在光路上的位置中的至少一种方式调整面状激光波束的宽度或一字形光斑的长度，使面状激光波束的宽度或一字形光斑的长度能够同时覆盖第二基准点和第三基准点；以及
通过将透镜移入光路、将透镜移出光路和改变透镜在光路上的位置中的至少一种方式调整面状激光波束的厚度或一字形光斑的粗细，使面状激光波束在第二基准点和第三基准点具有便于观测的厚度或一字形光斑的粗细。。
具体地，所述光学成像器件工作在可见光或非可见光波长范围内，作为一种实现方式，光学成像模块的一种具体的器件形态包括CCD(CHARGE COUPLED DEVICE:电荷耦合器件) 成像模块或CMOS(COMPLEMENTARY METAL OXIDE SEMICONDUCTER:互补金属氧化物半导体) 成像模块。
具体地，所述CPIII（CONTRL PONT III）控制点，为铁路轨道面控制点。
作为本发明给出的方法和***实施例在轨道交通中的具体应用方式，第一、第二和第三基准点的布设方式如下：
作为第二基准点与第三基准点的点位为上下布局的一种实现方式，包括：
将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方，并且，将第三基准点设置在第二基准点上方；
具体地，将第一基准点设置在轨道行驶轨的一侧，沿轨道延伸方向将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方并且位于轨道的同一侧；或
将第一基准点设置在轨道行驶轨的一侧，沿轨道延伸方向将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方并且位于轨道的另一侧。
优选地，所述第二基准点与第三基准点在同一垂线上，经过第一基准点、第二基准点和第三基准点的面形波束构成一个竖垂面。
作为第二基准点与第三基准点的点位为左右布局的一种实现方式，包括：
将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方，并且，将第三基准点设置在第二基准点左方或右方；
具体地，将第一基准点设置在轨道行驶轨的一侧，沿轨道延伸方向将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方，使第二基准点和第三基准点位于轨道行驶轨的同一侧并且与第一基准点位于所述轨道行驶轨的不同侧；或
将第一基准点设置在轨道行驶轨的一侧，沿轨道延伸方向将第二基准点和第三基准点设置在第一基准点的前方，使第二基准点和第三基准点位于轨道行驶轨的不同侧并且使第二基准点或第三基准点与第一基准点位于所述轨道行驶轨的同一侧。
优选地，所述第二基准点与第三基准点在同一水平线上，并且经过第一基准点、第二基准点和第三基准点的面形波束构成一个水平面。
本发明实施例提供的方法及装置可以全部或者部分地使用电子技术、光电检测技术和自动控制技术实现；本发明实施例提供的方法，可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现；本发明实施例提供的装置包含的模块或单元，可以采用电子元器件、光-电/电-磁转换器件、驱动/拖动电机实现。
以上所述，只是本发明的较佳实施方案而已，并非用来限定本发明的保护范围。任何本发明所述领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的保护范围以所附权利要求的界定范围为准。
本发明给出测距方法及装置，克服了全站仪测量设备昂贵效率低，摄影测量法需要借助检测小车，视准线法在距离较长的情况下照准误差成倍增加，不能借助观测基准面提高测量效率和测量精度这些缺点中的至少一种。成本低、精度高、效率高，具有实用性。
Claims (10)
1.一种观测光束照射的方法,包括：
使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元； 和/或
使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
2.如权利要求1所述的方法，其中，
所述使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元，其中，
所述使用一维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括：
使用一维观测光靶的长条形散射面或柱形散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；以及
使用位于一维观测光靶的一个维度内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在所述维度内的内的照射点；
所述使用二维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括：
使用二维观测光靶的一个散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在一个平面内的两个或两个以上的照射点；以及
使用分别位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在该平面内的照射图象;
所述使用三维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种步骤：
使用三维观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述两个平行的散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的三个或三个以上的照射点；以及
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的照射图象；
所述将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元，包括：
通过有线或无线信道将面状激光波束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述面状激光波束的照射信息包括如下至少一种信息：
面状激光波束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息；以及
面状激光波束在观测光靶上的入射角度信息。
3.如权利要求1所述的方法，其中，
所述使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息，将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，使用观测光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；或
使用光学成像传感器获取测距激光束在观测光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；
所述将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元，包括：
通过有线或无线信道将测距激光束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述测距激光束的照射信息包括如下至少一种信息：
测距激光束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
测距激光束在观测光靶上的照射位置信息；以及
测距激光束在观测光靶上的入射角度信息。
4.如权利要求2所述的方法，其中，
所述通过有线或无线信道发送面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息，进一步包括如下步骤：
对应于一维观测光靶，使用面状激光波束对一维观测光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该观测光靶对应的基准点的距离；
对应于二维观测光靶，使用观测光靶包含的散射面截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的一字形照射光斑的图象、光探测器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置和光学成像传感器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置中的至少一种，确定观测基准面与散射体所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离值或距离的近似值；
对应于三维观测光靶，使用观测光靶的两个平行的散射面或包含光探测器和光学成像传感器中的任一种的有源平行面对从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面或对有源平行面对的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
5.如权利要求1所述方法，还包括光束发射方法，具体包括如下至少一种步骤：
水平参照点标定步骤，使用水平仪调整水平参照点标定激光束的照射方向，使其照射方向处于水平方向，在水平状态下向相邻的观测光靶和面状激光束发射单元中至少一个发射水平参照点标定激光束；
基准点位置标定步骤，调整基准点位置标定激光束的照射方向，使其照射方向处于垂直方向，在垂直状态下向位于其上方或下方的平面内的基准点位置标定标志发送基准点位置标定激光束，使用基准点位置标定激光束在基准点位置标定标志上相对于该标志上特征点的点位偏移量作为基准点位置的水平偏移量，并且，向基准点位置标定标志发送激光测距信号，获取基准点相对于基准点位置标定标志的垂直距离偏移量；以及
基准点位置三点标定步骤，调整测距激光束的照射方向，使其发射的测距激光束经过本地基准点后依次照向第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点，获取本地基准点至第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的距离D1、D2和D3，使用第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的坐标以及距离D1、D2和D3获取本地基准点的坐标，使用该坐标确定本地基准点的的位置偏移量。
6.一种观测光束照射的装置,包括：
面状激光波束照射信息获取模块，面状激光波束照射信息处理发送模块；和/或，测距激光束照射信息获取模块，测距激光束照射信息处理发送模块；其中，
面状激光波束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息；
面状激光波束照射信息处理发送模块，用于将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元；
测距激光束照射信息获取模块，用于使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息；
测距激光束照射信息处理发送模块，用于将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元；
其中，
一个观测基准面由三个点位已知或点位不变的基准点确定；
当存在两个或三个观测基准面时，一个观测面与另外至少一个观测面相交或垂直相交。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，
所述面状激光波束照射信息获取模块，执行使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息的操作，其中，
面状激光波束照射信息获取模块，执行使用一维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用一维观测光靶的长条形散射面或柱形散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；以及
使用位于一维观测光靶的一个维度内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在所述维度内的内的照射点；
面状激光波束照射信息获取模块，执行使用二维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用二维观测光靶的一个散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在一个平面内的两个或两个以上的照射点；以及
使用分别位于二维观测光靶的一个平面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在该平面内的照射图象;
面状激光波束照射信息获取模块，执行使用三维观测光靶从至少一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射信息，包括如下至少一种操作步骤：
使用三维观测光靶的两个平行的散射面从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射，并使用光学成像传感器从所述两个平行的散射面上获取所述面状激光波束的照射光斑的图像；
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光探测器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的三个或三个以上的照射点；以及
使用分别位于三维观测光靶的两个平行面内的固定或可移动光学成像传感器从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的直接照射，获取所述面状激光波束在两个平面内的照射图象；
所述面状激光波束照射信息处理发送模块，执行将面状激光波束的照射信息发送至面状激光波束照射控制单元的操作，包括：
通过有线或无线信道将面状激光波束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述面状激光波束的照射信息包括如下至少一种信息：
面状激光波束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息；以及
面状激光波束在观测光靶上的入射角度信息。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，
所述测距激光束照射信息获取模块，用于执行使用一维、二维和三维观测光靶中的任一种从观测光靶对应的距离测量点的预定邻域内接收测距激光束的照射信息的操作，其中，
所述观测测距激光束的照射信息，包括：
对应于一维、二维和三维观测光靶中的任一种，使用观测光靶上的光探测器或光学成像传感器获取测距激光束的直接照射点，使用该直接照射点确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；或
使用光学成像传感器获取测距激光束在观测光靶上的照射光斑，使用该测量光斑确定测距光束在观测光靶上相对于距离测量点的照射位置；
所述测距激光束照射信息处理发送模块，用于执行将测距激光束的照射信息发送至测距激光束照射控制单元的操作，包括：
通过有线或无线信道将测距激光束的照射信息发送给面状激光波束照射控制单元；
所述测距激光束的照射信息包括如下至少一种信息：
测距激光束在观测光靶上的照射光斑的图象信息；
测距激光束在观测光靶上的照射位置信息；以及
测距激光束在观测光靶上的入射角度信息。
9.根据权利要求7所述的装置，其中，
所述所述面状激光波束照射信息处理发送模块执行的通过有线或无线信道发送面状激光波束在观测光靶上的照射位置信息的操作，进一步包括如下步骤：
对应于一维观测光靶，使用面状激光波束对一维观测光靶的照射点的位置信息确定观测基准面相对于该观测光靶对应的基准点的距离；
对应于二维观测光靶，使用观测光靶包含的散射面截获的特定观测基准面的预定邻域内的面状激光波束的一字形照射光斑的图象、光探测器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置和光学成像传感器在其所在平面获取的面状激光波束的照射位置中的至少一种，确定观测基准面与散射体所在面的交线，将观测光靶对应的基准点相对于该交线的距离值作为观测光靶对应的基准点至观测基准面的距离值或距离的近似值；
对应于三维观测光靶，使用观测光靶的两个平行的散射面或包含光探测器和光学成像传感器中的任一种的有源平行面对从同一个观测基准面的预定邻域内接收面状激光波束的照射获取的照射光斑的图像，确定所述观测基准面对两个平行的散射面或对有源平行面对的切面，将观测光靶对应的基准点相对于切面的距离值作为观测光靶对应的基准点相对于观测基准面的距离值。
10.根据权利要求6所述装置，还包括光束发射模块，用于执行如下至少一种操作步骤：
水平参照点标定步骤，使用水平仪调整水平参照点标定激光束的照射方向，使其照射方向处于水平方向，在水平状态下向相邻的观测光靶和面状激光束发射单元中至少一个发射水平参照点标定激光束；
基准点位置标定步骤，调整基准点位置标定激光束的照射方向，使其照射方向处于垂直方向，在垂直状态下向位于其上方或下方的平面内的基准点位置标定标志发送基准点位置标定激光束，使用基准点位置标定激光束在基准点位置标定标志上相对于该标志上特征点的点位偏移量作为基准点位置的水平偏移量，并且，向基准点位置标定标志发送激光测距信号，获取基准点相对于基准点位置标定标志的垂直距离偏移量；以及
基准点位置三点标定步骤，调整测距激光束的照射方向，使其发射的测距激光束经过本地基准点后依次照向第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点，获取本地基准点至第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的距离D1、D2和D3，使用第一、第二和第三位置处的光学标志上的距离测量点的坐标以及距离D1、D2和D3获取本地基准点的坐标，使用该坐标确定本地基准点的的位置偏移量。
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Denomination of invention: A Method and Device for Observing Beam Illumination Effective date of registration: 20230815 Granted publication date: 20210416 Pledgee: Bank of Jiaxing science and technology branch of Limited by Share Ltd. Pledgor: ZHEJIANG WIRELESS NETWORK TECHNOLOGY Ltd. Registration number: Y2023980052235 |