CN205067517U - 激光测速器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了激光测速器，包括外壳，在外壳内设有用于将测试数据进行运算处理，以生成实时距离和速度数据的数据采集控制单元，数据采集控制单元连接激光测距传感器和操作控制显示单元，还包括供电单元，供电单元连接数据采集控制单元与所述激光测距传感器，数据采集控制单元还连接有存储单元，存储单元通过有线和/或无线连接至少一个处理终端。本实用新型的优点是：测试数据经数据采集控制单元进行运算处理，生成实时距离、速度等数据，同时允许多个处理终端进行访问，结构简单，非常有利于短跑、跨栏、跳远助跑、三级跳助跑、撑杆跳助跑等项目的训练指导。为教练员提供精确量化、可视化的训练数据，为其制定训练计划提供科学依据。

Description

激光测速器

技术领域

本实用新型涉及一种激光测速器。

背景技术

在运动队的日常训练中，教练员需要及时获取包括：起跑、加速、保持、冲刺等阶段所需的重要数据，以为其制定训练计划提供科学依据。目前，常用的速度测量技术手段和仪器设备大致包括：分段测速***、雷达测速仪、超声波测速仪、摄影摄像测速、秒表等计时设备测速。这些现有技术的缺陷分别为：分段测速***：该***提供的是两对已知间距传感器间的平均速度，无法提供连续的速度变化情况，测速精度取决于传感器数量，但无限制增加传感器数量是不现实的，因此它比较适合于中长跑等较长距离测速，不太适合运动时间短的短跑项目。雷达测速仪：由于雷达测速，主要是利用电磁波反射原理，易受外来因素干扰，且射出微波角度宽，准确度大受影响。目前在对人体进行测速的场合已很少使用。超声波测速仪：由于超声波也是一种声波，其声速与温度有关，在使用时，受温度变化影响较大。同时，待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合、多风的场合、需要快速响应的场合都无法正常使用。摄影摄像测速：需要在摄影摄像后对影像进行处理，并根据时间、帧数等参数计算速度，反馈较慢，使用较复杂。秒表等计时设备测速：使用简单易行，但易受操作失误等外界因素干扰；只能计算一段距离内的平均速度，测量精度有限，且体积大，不便携带使用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种激光测速器，具有结构设计合理，测量准确，使用方便，能够针对运动时间短的项目提供精确量化、可视化的训练数据。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：激光测速器，包括外壳，外壳呈枪形，在枪把内设有供电单元的电池盒，枪管前端的下部设有激光测距传感器的激光二极管，枪管前端的上部设有激光测距传感器的传感器接收器，枪机为控制激光二极的启闭开关，外壳的上端一侧设有操作控制显示单元的液晶屏，在所述外壳内设有用于将测试数据进行运算处理，以生成实时距离和速度数据的数据采集控制单元，所述数据采集控制单元连接激光测距传感器和操作控制显示单元，还包括供电单元，所述供电单元连接所述数据采集控制单元与所述激光测距传感器，所述数据采集控制单元还连接有存储单元，所述存储单元通过有线和/或无线连接至少一个用于对采集数据进行再次处理，以在现场得到速度与时间、速度与距离、加速度与时间、加速度与距离、距离与时间、区间平均速度曲线，以及各参数即时定量数据的处理终端。

本实用新型相对于现有技术具有以下实质性特点和进步：

第一，结构简单，体积小，携带使用方便。采用枪形壳体，利于定位测量。在所述外壳内设有数据采集控制单元，数据采集控制单元连接激光测距传感器和操作控制显示单元，测试数据经数据采集控制单元进行运算处理，生成实时距离、速度等数据，同时允许多个处理终端进行访问，通过Wifi无线连接接收数据，运算并显示数据曲线。现场无需连接电缆，更适合于运动场所使用，非常有利于短跑、跨栏、跳远助跑、三级跳助跑、撑杆跳助跑等项目的训练指导。

第二，测量准确，采用高速、高精度激光测距传感器，测速频率有25Hz/50Hz/100Hz三档可供选择，根据实际测量需要最高可设置成20KHz。最大可靠测速距离为200米范围内直线运动物体(包括人体)，速度测量精度达到0.1米/秒数据传输，采用无线Wifi、无线蓝牙、有线网络等通用传输方式，无需专用接收设备，使用操作简单易行，数据精确可靠，便于统计与分析。

第三，使用方便，测量数据按姓名、日期分类，方便存档和检索。根据实际使用需要，通过软件后期对数据处理，实现“水平测量”和“俯视测量”两种测试模式，使***可以适合不同环境需要。软件还具备视频与测量参数和曲线同步显示功能。激光测速装置增加了光学瞄准镜、视频瞄准***、红色激光瞄准器具，为跟踪操作方便，能够针对运动时间短的项目提供精确量化、可视化的训练数据。

附图说明

图1为本实用新型的激光测速装置的结构示意图；

图2为图1所示激光测速装置的供电单元实施例示意图。

图3为本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

请参照图1至图3，本实用新型的激光测速器，包括外壳，外壳呈枪形。在枪把4内设有供电单元的电池盒5，电池盒内设有电池6。枪管前端的下部设有激光测距传感器的激光二极管8，枪管2前端的上部设有激光测距传感器的传感器接收器1。枪机7为控制激光二极的启闭开关。外壳的上端一侧设有操作控制显示单元的液晶屏3。外壳的后侧上端设有控制本实用新型的激光测速装置启闭的总开关9。使用时，打开总开关，本实用新型的激光测速装置处于运行状态，将枪管前端对准被测物后，扣动枪机由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学***接收、聚焦后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。接收并计算从光脉冲发出到返回的相位差，即可计算出目标到激光测距传感器的距离，并将计算结果显示在液晶屏3上。

在所述外壳内设有用于将测试数据进行运算处理，以生成实时距离和速度数据的数据采集控制单元，所述数据采集控制单元连接激光测距传感器和操作控制显示单元，还包括供电单元，所述供电单元连接所述数据采集控制单元与所述激光测距传感器，所述数据采集控制单元还连接有存储单元，所述存储单元通过有线和/或无线连接至少一个用于对采集数据进行再次处理，以在现场得到速度与时间、速度与距离、加速度与时间、加速度与距离、距离与时间、区间平均速度曲线，以及各参数即时定量数据的处理终端。

优选地，所述数据采集控制单元包括单片机，控制和数据预处理由单片机完成。单片机负责完成用户指令执行、传感器数据接收、数据缓存、数据无线传输(Wifi)和***工作状态监测等工作。抗干扰设计，数据传输、校验、重发机制的制订，确保数据的完整性、准确性。数据滤波设计：原始数据经平滑处理，滤除干扰。数据容错设计：异常错误数据的判断、滤除、提示方案的制订。***自我诊断设计：测速仪出现异常时，自动判断故障原因。

优选地，激光测距传感器是先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学***接收、聚焦后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。接收并计算从光脉冲发出到返回的相位差，即可计算出目标到激光测距传感器的距离。采用的方法是利用统计学原理，以连续多数值平均法实现高精度和快速响应。

本实施例采用德国JENOPTIK公司LDM系列高速、高精度激光测距传感器，测距激光脉冲属于一类激光，确保眼睛安全。德国JENOPTIK公司LDM系列高速、高精度激光测距传感器，可以通过调整参数配置实现最优测量效果。利用“平均模式”可以得到最高的精确度和最高的数据频率，比较适合于自然反射表面物体(包括人体)的测距需要。无需特殊反光介质，对被测量者没有任何干扰。LDM系列高速、高精度激光测距传感器拥有一个标准RS232接口，可以很方便地控制、缓冲、传输数据，以备后期软件处理，保证测量速度与精度的最佳平衡。

优选地，所述存储单元为TF卡。测量数据的本地高速缓存(永久性)，保证不会在意外情况(如：无线通信中断)下丢失数据。不会人为干扰训练。

优选地，所述处理终端为PC机，移动终端。测量数据后期处理由终端软件(Windows、Android、iOS***)实现，软件界面以实用、专业、操作方便为设计原则。电脑通过Wifi无线连接接收数据，运算并显示数据曲线。现场无需连接电缆，更适合于运动场所使用，非常有利于短跑、跨栏、跳远助跑、三级跳助跑、撑杆跳助跑等项目的训练指导。测量数据按姓名、日期分类，方便存档和检索。我们还根据实际使用需要，通过软件后期对数据处理，实现“水平测量”和“俯视测量”两种测试模式，使***可以适合不同环境需要。软件还具备视频与测量参数和曲线同步显示功能。

优选地，所述移动终端包括苹果手机、安卓手机、IPad掌上电脑。

优选地，在所述外壳上设有光学瞄准镜，视频瞄准***，红色激光瞄准器具。

优选地，所述操作控制显示单元包括：设于所述外壳上的测速频率为25Hz/50Hz/100Hz三档操作按键，以及LED数码管或液晶屏。

优选地，所述无线连接包括Wifi连接，蓝牙连接。

所述处理终端的软件功能设计为：测量数据可以再次平滑处理，平滑参数可变，适应不同要求。提供“水平”和“俯视”两种测量算法以及起点位置补偿算法，适应不同测量环境。具备视频与测量数据和曲线同步显示功能。可显示速度与时间、速度与距离、加速度与时间、加速度与距离、距离与时间、区间平均速度曲线，以及各参数即时定量数据。可以作分段距离间隔标记，计算分段平均速度。多条曲线叠加对比功能。通用格式数据输出和曲线打印功能。数据编辑功能。人员和数据检索功能。

请参照图2，所述供电单元包括电源管理电路，所述电源管理电路包括：供电基准电路，所述供电基准电路连接恒温调制模块、恒流-恒压控制模块与状态控制模块，所述状态控制模块通过一与门连接有电源监测模块和温度保护模块，所述恒温调制模块连接一二极管，所述二极管连接第一场效应晶体管的栅极，所述第一场效应晶体管的漏极连接第二场效应晶体管的源极，所述第二场效应晶体管的漏极连接所述恒流-恒压控制模块。该供电单元能够降低整机功耗，适应铅酸电池组、镍氢电池组、锂电池组、数码移动电源供电的需要。

基准电路为其它模块提供基准电压，并实现开始充电时的软启动，避免在开始充电的瞬间产生浪涌充电电流。电源监测模块负责检测电源电压是否有效，温度保护模块作为二级保护，第一场效应晶体管M0和第二场效应晶体管M1的栅极电压从恒流-恒压控制模块和恒温调制模块的输出中选择较高的电平输出控制。在芯片温度不高，不需要进行恒温调制时，恒温调制模块的输出比较低，被二极管隔绝，此时的环路由恒流-恒压控制模块调控。当芯片温度升高，使恒温调制模块的输出高于恒流-恒压控制模块的输出时，就由恒温调制模块控制充电环路。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种激光测速器，包括外壳，其特征在于：外壳呈枪形，在枪把内设有供电单元的电池盒，枪管前端的下部设有激光测距传感器的激光二极管，枪管前端的上部设有激光测距传感器的传感器接收器，枪机为控制激光二极的启闭开关，外壳的上端一侧设有操作控制显示单元的液晶屏，外壳内设有用于将测试数据进行运算处理，以生成实时距离和速度数据的数据采集控制单元，所述数据采集控制单元连接激光测距传感器和操作控制显示单元，还包括供电单元，所述供电单元连接所述数据采集控制单元与所述激光测距传感器，所述数据采集控制单元还连接有存储单元，所述存储单元通过有线和/或无线连接至少一个用于对采集数据进行再次处理，以在现场得到速度与时间、速度与距离、加速度与时间、加速度与距离、距离与时间、区间平均速度曲线，以及各参数即时定量数据的处理终端。

2.如权利要求1所述的激光测速器，其特征在于，所述数据采集控制单元包括单片机。

3.如权利要求2所述的激光测速器，其特征在于，所述激光测距传感器采用LDM型激光测距传感器。

4.如权利要求3所述的激光测速器，其特征在于，所述存储单元为TF卡。

5.如权利要求4所述的激光测速器，其特征在于，所述处理终端为PC机，移动终端。

6.如权利要求5所述的激光测速器，其特征在于，所述移动终端包括苹果手机、安卓手机、IPad掌上电脑。

7.如权利要求6所述的激光测速器，其特征在于，在所述外壳上设有光学瞄准镜，视频瞄准***，红色激光瞄准器具。

8.如权利要求7所述的激光测速器，其特征在于，所述操作控制显示单元包括：设于所述外壳上的测速频率为25Hz/50Hz/100Hz三档操作按键，以及LED数码管或液晶屏。

9.如权利要求8所述的激光测速器，其特征在于，所述无线连接包括Wifi连接，蓝牙连接。

10.如权利要求9所述的激光测速器，其特征在于，所述供电单元包括电源管理电路，所述电源管理电路包括：供电基准电路，所述供电基准电路连接恒温调制模块、恒流-恒压控制模块与状态控制模块，所述状态控制模块通过一与门连接有电源监测模块和温度保护模块，所述恒温调制模块连接一二极管，所述二极管连接第一场效应晶体管的栅极，所述第一场效应晶体管的漏极连接第二场效应晶体管的源极，所述第二场效应晶体管的漏极连接所述恒流-恒压控制模块。