CN110260889A - 一种手持式测距仪自动检定装置及其检定方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种手持式测距仪自动检定装置及其检定方法，包括激光干涉测量***、移动平台和导轨，还包括图像采集***、阵列自动点击***、测距仪夹持装置、测距仪自动检定软件；测距仪放在所述测距仪夹持装置上并调整好角度，在各个测量受检点，所述阵列自动点击***点击测距仪的测量按钮，图像采集***捕捉测距仪读数区域，图片传输到自动检定软件上，图片经过预处理和识别算法对其进行字符识别得到测量结果，将测量结果和标称长度值进行比较。本发明测距仪自动检定装置及其检定方法，多台同时检定代替传统一机一测，减少人力，提高效率，降低人为因素引起误差的可能性，机械结构简单，易于实现并且维护方便。
Description
技术领域
本发明涉及几何量测量检定装置技术领域，尤其是涉及一种手持式测距仪自动检定装置及其检定方法。
背景技术
手持式激光测距仪(以下简称测距仪)是利用调制激光对目标距离进行测量的仪器，以其体积小，重量轻，测量快速而准确，操作简单，携带方便的特点，近年来在工程工业领域得到了广泛的应用，尤其在建筑施工测量，房产测量和测绘等方面，以非接触测量方式代替了传统用皮尺或卷尺进行接触测量，能进行距离、面积、体积的测量，应用范围广泛。
根据JJG 966-2010《手持式激光测距仪的检定规程》，需要定期对其进行检定，其中示值误差项的测量要求需在多个测量点进行测量，在每个测量点处，以单次测量方式进行多次测距，取5次读数以平均值作为测量值。根据目前测距仪检定装置的布局，将移动小车上的标准反射板与测量基准面重合，此处作为测量零位，小车依次移动到各受检点，运动的距离通过激光干涉仪来读取计算，即标称长度值。测距仪安装在检定装置上且后基准面与测量基准面重合，让测距仪发出的激光打在反射板上，将测距仪的测量值与标称长度值进行比较。传统的检测方式是一台一测，人工测量读数，手动记录，工作量大，效率低，而且还存在人为误差，所以目前的检测方式不能满客户的需求，需要一种能检测各种型号，体积不同的测距仪并且多台同时检测的方式来代替传统检测方式。
发明内容
本发明目的在于提供一种手持式测距仪自动检定装置及其检定方法，同时检测多台测距仪。在各受检点处，摄像头自动采集示值图片，经过算法对图片预处理、识别，将图片转化成字符数字，与受检点的标称长度值进行对比，自动生成测距仪检测原始记录，解决了人工读数、手动记录、检测量大、效率低的缺陷。
为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：
一种手持式测距仪自动检定装置，包括激光干涉测量***、移动平台和导轨，还包括图像采集***、阵列自动点击***、测距仪夹持装置、测距仪自动检定软件；测距仪放在所述测距仪夹持装置上调整好角度，在各个测量受检点，所述阵列自动点击***自动点击测距仪的测量按钮，摄像头捕捉测距仪读数区域，图片传输到自动检定软件上，图片经过预处理和识别算法对其进行字符识别得到测量结果，将测量结果和标称长度值进行比较。
所述测距仪自动检定装置是以铝型材为基础外框架，所述铝型材轻便易于移动，内部布置有m个台阶，每层台阶上放置n台测距仪，其外部周围布置有遮光板，目的是避免测距仪屏幕反光，导致摄像头拍的图片不清晰，不利于软件数字识别，所述遮光板用的是pp塑料材质，轻巧、遮光效果好，所述测距仪自动测量装置左右两侧分上面板遮光板和下面板遮光板，所述两块遮光板通过合页连接，下面板遮光板可以自由翻转，外框架顶部横梁处放置摄像头，用于采集图像。
所述图像采集***是CCD图像采集模块或CMOS图像采集模块，摄像头与计算机连接，所述测距仪自动检定软件检索摄像头，对摄像头进行调焦并前后、上下移动调节，使测距仪的示值图片清晰地出现在软件界面上，然后在合适的位置固定摄像头。
所述测距仪夹持装置包括磁性半球底座和半球调节台，所述磁性半球底座上设有与半球调节台相匹配的半球形安装槽，所述半球形安装槽内设有3个螺纹孔，螺纹孔内置有磁钢，用于吸附并固定半球调节台，所述半球调节台的上表面设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有两个可以移动的T型螺母结构，所述半球调节台的上表面设有L型截面，所述L型截面的竖直面为零位基准面，所述L型截面上设有托板，两个所述T型螺母结构的同向端分别固定连接有直侧板和弯曲侧板，所述直侧板和弯曲侧板均与托板相抵并与其滑动连接。
所述阵列自动点击***包括点击组件、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件，当测距仪在受检点停止，根据测距仪测量按钮的位置，在软件端控制点击组件X、Y、Z方向上的运动，让点击组件悬于测距仪测量按钮的上方，控制阵列自动点击***点击测距仪测量按钮，测距仪屏幕出现读数，然后控制摄像头采集图片。
所述测距仪自动检定软件由图像的采集、定位读数区域、图片的预处理、图片字符的识别、测量数据的处理功能组成。
所述图像的采集是软件***检索是否有摄像头，检索到有摄像头则打开摄像头，启动视频流，直到测距仪示值图片清晰地显示在软件***上，控制软件采集图片；
所述定位读数区域是手动用鼠标框选m×n台测距仪的读数区域，只需初始位置框选固定读数区域，后面每一个受检点都不用再重新框选；
所述图片的预处理是对所述框选出来的读数区域进行灰度化、二值化、投影法分割处理，所述投影法就是利用二值化图片的像素的分布直方图进行分析，从而找出相邻字符的分界点进行分割；
所述图片字符的识别是构建神经网络，首先搭建前向传播的模型，让模型具有推理能力，然后搭建反向传播模型，训练模型参数，使所述模型在训练数据上的损失函数最小，将所述分割出来的图片作为训练集喂给所述模型，迭代优化模型参数，训练出针对测距仪字符特征的训练模型。
本发明提供了上述装置进行检定的方法，包括下列步骤：
S1、让移动小车上的靶标板和测量基准面重合，确定初始零位位置；
S2、将所述测距仪放置在所述半球调节台上，手动调节半球体的角度，使测距仪打出的激光射到靶标板上；
S3、摄像头与计算机连接，并让其置于测距仪正上方，让摆放在台阶上的所有测距仪都在镜头的视野中，调节镜头焦距，使图片清晰地出现在软件***中；
S4、软件控制小车运动并在各受检点依次停止，然后控制阵列自动点击***，让其点击测距仪的测量按钮，测距仪屏幕上显示测量读数；
S5、在所述测距仪自动检定软件上选择受检点，电机接收到位移指令，小车移动到对应的所述受检点，干涉仪的读数为S，在所述软件***上选择检测日期，软件***会将当天待检测距仪查询出来，软件***发送命令给所述自动点击***，点击测距仪测量按钮，所述图像采集***采集图片，框选目标读数区域，软件***对所述框选图片进行预处理并识别，识别结果为R，所述识别结果根据所述测距仪的不同型号和编号一一对应并显示在软件***的界面上，每台测距仪重复测5次，然后取平均值A，测量误差E＝A-S；
S6、所述计算机测量软件***将测量结果根据每台测距仪的型号、编号保存。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果为：
测距仪自动检定装置及其检定方法，1、减少人力，提高效率，多台同时检定代替传统的一台一测；2、降低人为因素引起误差的可能性；3、所述测距仪的夹持装置可方便灵活地对俯仰角和偏转角进行调节；4、将图像采集***、自动点击***、气浮运动控制***、干涉仪读数***都规整到计算机上，组成了整个的***测量软件；C#图数一体化界面设计，增强了用户体验感；5、根据仪器型号和不同受检点将测量结果自动保存到数据库、显示测量结果；6、自动点击测量代替人工点击测量；7、自动识别代替人工读数；8、自动处理数据，自动生成原始检定记录数据；9、多种识别算法进行识别，加权结果作为最终结果，识别率高；10、机械结构简单，易于实现并且维护方便。
附图说明
图1为本发明装置结构示意图；
图2为测距仪夹持装置结构示意图。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。
如图1、2所示，一种手持测距仪自动检定装置，包括：
铝型材框架5，是装置的基础外框架，所述铝型材框架外部是遮光板4，顶部位置是摄像头2，计算机1与摄像头2连接进行数据传输，所述计算机1发送指令给自动点击装置3，所述自动点击装置3会点击所述测距仪11的测量按钮，所述测距仪11放在托板10上，所述托板固定在半球调节台7上，扩大调节台纵向空间，所述半球调节台7与磁性半球体底座6配合，可手动调节所述半球调节台的角度，所述半球调节台的上表面设有L型截面，直侧板8和弯曲侧板9可在所述L型截面里滑动并与所述托板相抵。
将摄像头2与计算机1连接，测距仪自动检定***搜索到摄像头并控制摄像头采集图片，对摄像头进行调焦并沿上下、前后移动调节，然后在合适的位置固定摄像头，使测距仪的示值图片清晰地出现在软件界面上。
将所述测距仪放在托板10上，滑动T型螺母，实现直侧板8和弯曲侧板9与测距仪相抵，然后固定T型螺母；半球调节台7与磁性半球体底座6配合，手动调节所述半球调节台，调整由于测距仪本身不平造成的俯仰角和偏转角，运用球的多自由度特征，灵活对测距仪进行调节，并保证基准面不变。
当测距仪在受检点停止，根据测距仪测量按钮的位置，在软件端控制点击组件3的X、Y、Z方向上的运动，让点击组件悬于测距仪测量按钮的上方，然后软件端控制自动点击***点击测距仪测量按钮，测距仪屏幕出现读数，然后控制摄像头采集图片。
将摄像头与测距仪调整到合适的位置后，使测距仪读数区域清晰地显示到计算机***上，用鼠标框选m×n台测距仪的读数区域，初始位置框选好了读数区域，后面每一个受检点处都不用再重新框选。
对所述框选出来的读数区域进行灰度化、二值化、投影法分割处理，所述投影法就是利用二值化图片的像素的分布直方图进行分析，从而找出相邻字符的分界点进行分割。
所述图片字符的识别，构建神经网络，首先搭建前向传播的模型，让模型具有推理能力，然后搭建反向传播模型，训练模型参数，使所述模型在训练数据上的损失函数最小，将所述分割出来的图片作为训练集喂给所述模型，迭代优化模型参数，训练出针对测距仪字符特征的训练模型。
本发明并提供了上述装置进行测量的方法，该方法的步骤是：
S1、让移动小车上的靶标板和测量基准面重合，确定初始零位位置。
S2、将所述测距仪放置在所述半球调节台7上，手动调节半球体的角度，使测距仪打出的激光射到靶标板上。
S3、摄像头2与计算机1连接，并让其置于测距仪正上方，让摆放在台阶上的所有测距仪都在镜头的视野中，调节镜头焦距，使图片清晰地出现在测距仪自动检定***中。
S4、软件控制小车运动并在各受检点依次停止，然后控制自动点击组件3，让其点击测距仪的测量按钮，测距仪屏幕上显示测量读数。
S5、在所述测距仪自动检定软件上选择受检点，电机接收到位移指令，小车移动到对应的所述受检点，干涉仪的读数为S，在所述软件***上选择检测日期，软件***会将当天待检测距仪查询出来，软件***发送命令给所述自动点击***，点击测距仪测量按钮，所述图像采集***采集图片，框选目标读数区域，软件***对所述框选图片进行预处理并识别，识别结果为R,所述识别结果根据所述测距仪的不同型号和编号一一对应并显示在软件***的界面上，每台测距仪重复测5次，然后取平均值A，测量误差E＝A-S。
S6、所述计算机测量软件***将测量结果(S4中的S，R，A，E)根据每台测距仪的型号、编号保存。
以上所述实施例仅表达了本发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种手持式测距仪自动检定装置，包括激光干涉测量***、移动平台和导轨，其特征在于，还包括图像采集***、阵列自动点击***、测距仪夹持装置、测距仪自动检定软件；测距仪放在所述测距仪夹持装置上并调整好角度，在各个测量受检点，所述阵列自动点击***点击测距仪的测量按钮，图像采集***的摄像头捕捉测距仪读数区域，图片传输到自动检定软件上，图片经过预处理和识别算法对其进行字符识别得到测量结果，将测量结果和标称长度值进行比较。
2.根据权利要求1所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述测距仪自动检定装置是以铝型材为基础外框架，所述铝型材轻便易于移动，内部布置有m个台阶，每层台阶上放置n台测距仪，其外部周围布置有遮光板，目的是避免测距仪屏幕反光，导致摄像头拍的图片不清晰，不利于软件数字识别，所述遮光板用的是pp塑料材质，轻巧、遮光效果好，所述测距仪自动检定装置左右两侧分上面板遮光板和下面板遮光板，所述两块遮光板通过合页连接，下面板遮光板可以自由翻转，外框架顶部横梁处放置摄像头，用于采集图像。
3.根据权利要求2所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述图像采集***是CCD图像采集模块或CMOS图像采集模块，摄像头与计算机连接，所述测距仪自动检定软件检索摄像头，对摄像头进行调焦并前后、上下移动调节，使测距仪的示值图片清晰地出现在软件界面上，然后在合适的位置固定摄像头。
4.根据权利要求3所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述测距仪夹持装置包括磁性半球底座和半球调节台，所述磁性半球底座上设有与半球调节台相匹配的半球形安装槽，所述半球形安装槽内设有3个螺纹孔，螺纹孔内置有磁钢，用于吸附并固定半球调节台，所述半球调节台的上表面设有滑槽，所述滑槽内滑动连接有两个可以移动的T型螺母结构，所述半球调节台的上表面设有L型截面，所述L型截面的竖直面为零位基准面，所述L型截面上设有托板，两个所述T型螺母结构的同向端分别固定连接有直侧板和弯曲侧板，所述直侧板和弯曲侧板均与托板相抵并与其滑动连接。
5.根据权利要求4所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述阵列自动点击***包括点击组件、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件，当测距仪在受检点停止，根据测距仪测量按钮的位置，在软件端控制点击组件X、Y、Z方向上的运动，让点击组件悬于测距仪测量按钮的上方，控制自动点击测量***点击测距仪测量按钮，测距仪屏幕出现读数，然后控制摄像头采集图片。
6.根据权利要求5所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述测距仪自动检定软件由图像的采集、定位读数区域、图片的预处理、图片字符的识别、测量数据的处理功能组成。
7.根据权利要求6所述的一种手持式测距仪自动检定装置，其特征在于，所述图像的采集是软件***检索是否有摄像头，检索到有摄像头则打开摄像头，启动视频流，直到测距仪示值图片清晰地显示在软件***上，控制软件采集图片；
所述定位读数区域是手动用鼠标框选m×n台测距仪的读数区域，只需初始位置框选固定读数区域，后面每一个受检点都不用再重新框选；
所述图片的预处理是对所述框选出来的读数区域进行灰度化、二值化、投影法分割处理，所述投影法就是利用二值化图片的像素的分布直方图进行分析，从而找出相邻字符的分界点进行分割；
所述图片字符的识别是构建神经网络，首先搭建前向传播的模型，让模型具有推理能力，然后搭建反向传播模型，训练模型参数，使所述模型在训练数据上的损失函数最小，将所述分割出来的图片作为训练集喂给所述模型，迭代优化模型参数，训练出针对测距仪字符特征的训练模型。
8.一种利用权利要求1-7任意一项所述的手持式测距仪自动检定装置进行检定的方法，其特征在于，包括下列步骤：
S1、让移动小车上的靶标板和测量基准面重合，确定初始零位位置；
S2、将所述测距仪放置在所述半球调节台上，手动调节半球体的角度，使测距仪发射的激光打到靶标板上；
S3、摄像头与计算机连接，并让其置于测距仪正上方，让摆放在台阶上的所有测距仪都在镜头的视野中，调节镜头焦距，使图片清晰地出现在软件***中；
S4、软件控制小车运动并在各受检点依次停止，然后控制阵列自动点击***，让其点击测距仪的测量按钮，测距仪屏幕上显示测量读数；
S5、在所述测距仪自动检定软件上选择受检点，电机接收到位移指令，小车移动到对应的所述受检点，干涉仪的读数为S，在所述软件***上选择检测日期，软件***会将当天待检测距仪查询出来，软件***发送命令给所述自动点击***，点击测距仪测量按钮，所述图像采集***采集图片，框选目标读数区域，软件***对所述框选图片进行预处理并识别，识别结果为R，所述识别结果根据所述测距仪的不同型号和编号一一对应并显示在软件***的界面上，每台测距仪重复测5次，然后取平均值A，测量误差E＝A-S；
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