CN109186564A - 一种激光扫平仪及一种测距的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种激光扫平仪及一种测距的方法，激光扫平仪包括第一光源和旋转模块，旋转模块上设置有光学模块，光学模块随旋转模块的旋转而旋转，第一光源发出的可见光束通过光学模块出射向目标物体，并在目标物体上形成水平的可见光线，激光扫平仪还包括第二光源，第二光源发出不可见光束，不可见光束通过光学模块出射向目标物体。旋转模块上还设置有随之旋转的接收模块，接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束。激光扫平仪还包括处理模块，处理模块与第二光源和接收模块电气连接，控制不可见光束的发出与接收，并根据发出与接收的时间差计算激光扫平仪到目标物体的距离。采用上述技术方案后，激光扫平仪集扫平和测距功能于一体。

Description

一种激光扫平仪及一种测距的方法

技术领域

本发明涉及扫平仪技术领域，尤其涉及一种激光扫平仪及一种测距的方法。

背景技术

激光扫平仪是在传统光学扫描仪的基础上发展起来的一种激光扫描仪器，在快速旋转轴带动下使可视激光点扫出同一高度的光线，以便于工程人员定位高度的一种仪器。其具有很高的扫平精度以及较长的作业距离，使用起来方便、灵活，因此被广泛用于大地测量、工程测量以及大型安装与挖掘工程等方面。现有的激光扫平仪通常配套有接收设备，用于接收激光扫平仪发出的激光，从而掌握目标的高度等信息，进而实现工程作业设备的精确控制。

然而，现有的激光扫平仪通常不具有测距的功能，对于目标物体到扫平仪的距离，通常需要额外的测距仪器进行测量，使得需要的仪器数量增多，操作繁琐，不利于施工或工程工作的进行。因此，需要开发一种具有测距功能的激光扫平仪，以及一种基于该扫平仪的测距方法。

发明内容

为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种具有测距功能的激光扫平仪，以及一种基于该扫平仪的测距方法。

本发明公开了一种激光扫平仪，包括第一光源和旋转模块，所述第一光源发出可见光束，所述旋转模块绕竖直方向的旋转轴旋转，所述旋转模块上设置有光学模块，所述光学模块随所述旋转模块的旋转而旋转，所述第一光源发出的可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，并在所述目标物体上形成水平的可见光线，所述激光扫平仪还包括第二光源，所述第二光源发出不可见光束；所述旋转模块上还设置有接收模块，所述旋转模块旋转带动所述接收模块旋转；所述第二光源发出的不可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束；所述激光扫平仪还包括处理模块，所述处理模块与所述第二光源和所述接收模块电气连接，所述处理模块控制所述不可见光束的发出与接收，并根据发出与接收的时间差计算出所述激光扫平仪到所述目标物体的距离。

优选地，所述可见光束和所述不可见光束在所述目标物体上形成的光线重合或以已知的距离平行。

优选地，所述激光扫平仪还包括显示模块，与所述处理模块电气连接，用于显示所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息。

优选地，所述激光扫平仪还包括第一通信模块，所述第一通信模块与所述处理模块电气连接，所述第一通信模块将所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息向外发送。

优选地，所述激光扫平仪还包括分离的接收器，所述接收器上设置有反射面、第二通信模块和显示屏，所述反射面对所述不可见光束进行反射，所述接收模块接收所述反射面反射的不可见光束，所述处理模块计算所述反射面到所述激光扫平仪的距离，所述第一通信模块将距离信息发送到所述第二通信模块上，所述第二通信模块与所述显示屏电气连接，所述显示屏显示所述距离信息。

优选地，所述第一光源和所述第二光源以竖直方向向上发出可见光束和所述不可见光束；所述光学模块为五棱镜或五面镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行反射，使其以水平方向向外出射。

优选地，所述第一光源和所述第二光源设置在所述旋转模块上，随所述旋转模块一同旋转，所述第一光源和所述第二光源发出的可见光束和不可见光束的光线出射方向均为水平方向；所述可见光束和不可见光束位于同一水平面，或者，位于不同水平面且所述不同的水平面以已知的距离平行；所述光学模块为准直透镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行准直，并使其向外出射。

本发明还公开了一种测距的方法，所述方法基于上述的激光扫平仪，所述方法包括如下步骤：

S1：在所述处理模块上预设进行距离计算的光强范围；

S2：所述处理模块控制所述第二光源发出不可见光束，并通过所述光学模块出射向所述目标物体；

S3：所述旋转模块旋转，所述不可见光束在所述目标物体上形成一条不可见的水平光线；

S4：所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束；

S5：所述处理模块对所述接收模块接收的不可见光的光强进行判断，当光强属于所述光强范围时，所述处理模块进行距离计算，反之，不进行距离计算。

优选地，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括如下步骤：

S3-1：在所述不可见的水平光线上需要测距的位置设置反射物，所述反射物反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的光强范围。

采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：

使得激光扫平仪在具有扫平功能的同时，能够对目标物体的距离进行测量，集扫平和测距功能于一体，减少了施工过程中所需要的仪器数量，简化了施工过程中的操作过程，提高了施工过程的效率和质量。

附图说明

图1为本发明一实施例中激光扫平仪的结构示意图；

图2为本发明另一实施例中激光扫平仪的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。

参见附图1，本发明提供了一种激光扫平仪，所述激光扫平仪包括第一光源和旋转模块，所述第一光源优选为激光光源，发出可见光束。所述旋转模块绕竖直方向的旋转轴旋转，所述旋转模块上设置有光学模块，所述光学模块随所述旋转模块的旋转而旋转。所述第一光源发出的可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，并在所述目标物体上形成水平的可见光线。

所述激光扫平仪还包括第二光源，所述第二光源发出不可见光束，所述不可见光束为肉眼所不能直接看见的光束，优选地，所述不可见光束为波长大于760nm的红外线，或波长小于380nm的紫外线。所述第二光源发出的不可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，并在目标物体上形成水平的不可见光线。所述第二光源优选地，可以为脉冲激光光源，也可以为其它类型的光源。

所述旋转模块上还设置有接收模块，所述旋转模块旋转带动所述接收模块旋转，所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束。

所述激光扫平仪还包括处理模块，所述处理模块与所述第二光源和所述接收模块电气连接，所述处理模块控制所述不可见光束的发出与接收，并根据发出与接收的时间差计算出所述激光扫平仪到所述目标物体的距离。

具体地，在一些实施例中，可以在所述处理模块上预设进行距离计算的光强范围。所述处理模块控制所述第二光源发出不可见光束，并通过所述光学模块出射向所述目标物体，所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束。所述处理模块对所述接收模块接收的不可见光的光强进行判断，当光强属于所述光强范围时，所述处理模块进行距离计算，反之，不进行距离计算。进一步地，可以在所述不可见光束在目标物体上形成的不可见的水平光线上需要测距的位置设置反射物，所述反射物反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的光强范围。进而，不可见光束在经过反射物位置时，处理模块进行距离计算，根据不可见光在反射物位置发出与接收的时间差得出激光扫平仪到所述反射物的距离，即，可以得出激光扫平仪到目标物体上特定位置的距离。

本申请的激光扫平仪在具有扫平功能的基础上，同时具有了测距的功能，从而在施工过程中，扫平和测距可以仅由一台激光扫平仪同时进行，减少了施工过程中所需要的仪器数量，简化了施工过程中的操作过程，提高了施工过程的效率和质量。

优选地，所述第一光源发出的可见光束和所述第二光源发出的不可见光束在通过所述光学模块之前或之后，通过透镜或透镜组汇聚成一束光线。从而使得可见光束和不可见光束在目标物体上形成的光线重合。或者，在第一光源发出的可见光束和第二光源发出的不可见光束通过所述光学模块之前或之后，使其以已知的距离平行，进而使得可见光束和不可见光束在目标物体上形成的光线以已知的距离平行。所述可见光束和所述不可见光束在所述目标物体上形成的光线重合或以已知的距离平行，以便于施工中人员能够在施工过程中快速找到不可见光束形成的不可见光线的位置，从而更好地进行测距操作。

参见附图1，优选地，所述激光扫平仪还包括显示模块，与所述处理模块电气连接，根据处理模块进行距离计算的结果，显示所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息。使得激光扫平仪的使用者可以直观地获得扫平仪到目标物体的距离信息。

参见附图1，优选地，所述激光扫平仪还包括第一通信模块，所述第一通信模块与所述处理模块电气连接，所述第一通信模块将所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息向外发送。

进一步地，所述激光扫平仪还包括分离的接收器，所述接收器上设置有反射面、第二通信模块和显示屏，所述反射面对所述不可见光进行反射。优选地，在一些实施例中，所述反射面反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的进行距离计算的光强范围。将接收器设置在需要测距的位置，使其反射面反射所述不可见光束。所述接收模块接收所述反射面反射的不可见光束，所述处理模块计算所述反射面到所述激光扫平仪的距离，所述第一通信模块将距离信息发送到所述第二通信模块上，所述第二通信模块与所述显示屏电气连接，所述显示屏显示所述距离信息。从而使得接收器的使用者在需要测距的位置可以直观地得到该位置与激光扫平仪的距离信息。优选地，所述接收器也可以同时实现常规接收器的功能，比如在可见光线不明显时对可见光线的位置进行找准，或者用于显示高度信息等。

优选地，所述第一光源和所述第二光源以竖直方向向上发出可见光束和所述不可见光束；所述光学模块为五棱镜或五面镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行反射，使其以水平方向向外出射。在一些实施例中，所述第一光源和所述第二光源不设置在所述旋转模块上，不随所述旋转模块一同旋转。在另一些实施例中，所述第一光源和所述第二光源设置在所述旋转模块上，随所述旋转模块一同旋转。

参见附图2，优选地，在一些实施例中，所述第一光源和所述第二光源设置在所述旋转模块上，随所述旋转模块一同旋转，所述第一光源和所述第二光源发出的可见光束和不可见光束的光线出射方向均为水平方向；所述可见光束和不可见光束位于同一水平面，或者，位于不同水平面且所述不同的水平面以已知的距离平行；所述光学模块为准直透镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行准直，并使其向外出射。

本发明还公开了一种测距的方法，所述方法基于上述的激光扫平仪，所述方法包括如下步骤：

S1：在所述处理模块上预设进行距离计算的光强范围；

S2：所述处理模块控制所述第二光源发出不可见光束，并通过所述光学模块出射向所述目标物体；

S3：所述旋转模块旋转，所述不可见光束在所述目标物体上形成一条不可见的水平光线；

S4：所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束；

S5：所述处理模块对所述接收模块接收的不可见光的光强进行判断，当光强属于所述光强范围时，所述处理模块进行距离计算，反之，不进行距离计算。

优选地，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括如下步骤：

S3-1：在所述不可见的水平光线上需要测距的位置设置反射物，所述反射物反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的光强范围。

优选地，在另一些实施例中，所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括如下步骤：

S3-1’：将上述的接收器置于所述不可见的水平光线上需要测距的位置，使其反射面对所述不可见的水平光线进行反射。所述反射面反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的进行距离计算的光强范围。

应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种激光扫平仪，包括第一光源和旋转模块，所述第一光源发出可见的光束，所述旋转模块绕竖直方向的旋转轴旋转，所述旋转模块上设置有光学模块，所述光学模块随所述旋转模块的旋转而旋转，所述第一光源发出的可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，并在所述目标物体上形成水平的可见光线，其特征在于，

所述激光扫平仪还包括第二光源，所述第二光源发出不可见光束；

所述旋转模块上还设置有接收模块，所述旋转模块旋转带动所述接收模块旋转；

所述第二光源发出的不可见光束通过所述光学模块出射向目标物体，所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束；

所述激光扫平仪还包括处理模块，所述处理模块与所述第二光源和所述接收模块电气连接，所述处理模块控制所述不可见光束的发出与接收，并根据发出与接收的时间差计算出所述激光扫平仪到所述目标物体的距离。

2.如权利要求1所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述可见光束和所述不可见光束在所述目标物体上形成的光线重合或以已知的距离平行。

3.如权利要求1所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述激光扫平仪还包括显示模块，与所述处理模块电气连接，用于显示所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息。

4.如权利要求1所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述激光扫平仪还包括第一通信模块，所述第一通信模块与所述处理模块电气连接，所述第一通信模块将所述激光扫平仪到所述目标物体的距离信息向外发送。

5.如权利要求4所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述激光扫平仪还包括分离的接收器，所述接收器上设置有反射面、第二通信模块和显示屏，所述反射面对所述不可见光束进行反射，所述接收模块接收所述反射面反射的不可见光束，所述处理模块计算所述反射面到所述激光扫平仪的距离，所述第一通信模块将距离信息发送到所述第二通信模块上，所述第二通信模块与所述显示屏电气连接，所述显示屏显示所述距离信息。

6.如权利要求1所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述第一光源和所述第二光源以竖直方向向上发出可见光束和所述不可见光束；

所述光学模块为五棱镜或五面镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行反射，使其以水平方向向外出射。

7.如权利要求1所述的激光扫平仪，其特征在于，

所述第一光源和所述第二光源设置在所述旋转模块上，随所述旋转模块一同旋转，所述第一光源和所述第二光源发出的可见光束和不可见光束的光线出射方向均为水平方向；

所述可见光束和不可见光束位于同一水平面，或者，位于不同水平面且所述不同的水平面以已知的距离平行；

所述光学模块为准直透镜，设置在所述可见光束和所述不可见光束的光线出射方向上，对所述可见光束和所述不可见光束进行准直，并使其向外出射。

8.一种测距的方法，其特征在于，

所述方法基于如权利要求1-7所述的激光扫平仪，所述方法包括如下步骤：

S1：在所述处理模块上预设进行距离计算的光强范围；

S2：所述处理模块控制所述第二光源发出不可见光束，并通过所述光学模块出射向所述目标物体；

S3：所述旋转模块旋转，所述不可见光束在所述目标物体上形成一条不可见的水平光线；

S4：所述接收模块接收自目标物体反射回来的不可见光束；

S5：所述处理模块对所述接收模块接收的不可见光的光强进行判断，当光强属于所述光强范围时，所述处理模块进行距离计算，反之，不进行距离计算。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，

所述步骤S3和所述步骤S4之间还包括如下步骤：

S3-1：在所述不可见的水平光线上需要测距的位置设置反射物，所述反射物反射的不可见光的光强属于所述处理模块预设的光强范围。