光学测量系统、光学测量方法及光学测量标尺技术方案

本发明专利技术的实施方式包括多种不同类型的光学测量标尺、光学测量装置和用所述光学测量标尺测量位置的方法。在一个实施方式中，一个光学测量标尺包括一个基底和多个标记单元，每一个标记单元固定于标尺的预定位置。每一个标记单元包括多个光学检测的标记元素，每个标记元素有一个元素值，而且每一个元素值被在标记单元内的标记元素的元素值的排列中的任一组数字定义，每一个单元值对应一个物理量。在基底上设有第一方向。物理量包括沿第一方向的在参考位置和预定位置之间的第一距离。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光学测量系统、光学测量方法及光学测量标尺
本专利技术涉及一种光学测量技术，特别涉及一种光学测量标尺、光学测量装置及使用所述光学测量标尺的方法。
技术介绍
光学测量技术应用于工业应用中的物理量测量，如一个物体的高度和距离的测量。以土地测量为例，水平测量杆是由测量设备自动检测条形码上形成确定的高度位置的调平杆套。为了确保自动读数和测量精度，每一个条码元件的物理尺寸，例如条码的宽度和间隔，必须被测量设备正确地检测和测量。因此，应用于测量设备中的无论是条码宽度精密水准仪度和或光学元件的测量精度是有限的。因此，有必要提供一种光学测量标尺、测量方法和使用所述标尺的系统，所述标尺可用于土地测量和其他相关的可提供准确的和可靠的测量结果的测量。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种可提供准确的和可靠的测量结果的光学测量标尺、光学测量系统及光学测量方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术实施方式提供了各种不同类型的光学测量标尺、光学测量装置和使用光学测量标尺测量位置的方法。在一个实施方式中，一个光学测量标尺包括一个基底和多个标记单元，每一个标记单元固定于标尺的预定位置。每一个标记单元包括多个光学检测的标记元素，每个标记元素有一个被其光学特性定义的元素值，而且每一个标记单元有一个被在标记单元内的标记元素的元素值的排列中的任一组数字定义的单元值，每一个单元值对应一个物理量。在基底上设有第一方向。物理量包括沿第一方向的在参考位置和预定位置之间的第一距离。在一种光学测量方法中，本专利技术实施方式中的标尺被放置在一个成像设备的前面。在标尺上一个第一标记单元的一个光学图像被捕捉，在所述第一标记单元内的每一个标记元素的元素值被确定，基于所述标记元素的光学特性。基于在所述标记单元内的所有标记元素的元素值的排列中的任一组数字，一个第一单元值被确定。通过在一个对照表中所述第一单元值，一个第一物理量被确定。所述第一物理量包括一个在所述基底上的沿所述第一方向的在所述参考位置和所述预定位置之间的第一距离。一个光学测量系统包括一个图像设备和本专利技术的一个实施方式的标尺。所述图像设备包括一个光学信号接收器和一个耦合与所述光学信号接收器的处理器。所述光学信号接收器捕捉所述标尺的光学图像，所述处理器接收所述光学图像以确定在所述光学图像中的每一个标记元素的元素值，基于每一个标记元素的光学特性。所述处理器进一步确定所述标记单元的单元值，基于所有单元值的排列中的任一组数字。所述单元值与一个对应的在对照表中的被图像设备提供的物理量匹配。所述物理量包括一个沿所述第一方向的在所述参考位置和所述预定位置之间的第一距离。从下面详细的描述可以得出，本专利技术的其它方面的优点将变得明显，下面以例举的方式描述本专利技术的专利技术构思。附图说明根据附图将详细描述本专利技术的内容，其中：图1A是本专利技术的第一种实施方式的标尺的示意图。图1B是图1A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图2A是本专利技术的第二种实施方式的标尺的示意图。图2B是图2A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图3A是本专利技术的第三种实施方式的标尺的示意图。图3B是图3A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图4A是本专利技术的第四种实施方式的标尺的示意图。图4B是图4A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图4C是一个与图4A中的标尺具有相同的标记元素和标记单元的标尺的示意图，图4C中的标尺用于一个不同的应用。图4D是一个与图4A中的标尺具有相同的标记元素和标记单元的标尺的示意图，图4D中的标尺用于另一个不同的应用。图5A是本专利技术的第五种实施方式的标尺的示意图。图5B是图5A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图5C为图5A中的标尺被当做水平标尺的示意图。图5D是一个与图5A中的标尺具有相同的标记元素和标记单元的标尺的示意图，图5D中的标尺用于一个不同的应用。图5E是一个与图5A中的标尺具有相同的标记元素和标记单元的标尺的示意图，图5E中的标尺用于一个不同的应用。图6A是本专利技术的第六种实施方式的标尺的示意图。图6B是图6A的局部放大图，图示了一个试样标记单元。图6C是图6B中的试样标记单元中的单个标记单元的示意图。图6D是图6C中的标记单元对应的单元值的示意图。图6E是图6C中的标记单元对应的坐标的示意图。图6F是图6C中的试样标记单元和对应的单元值的示意图。图6G是图6C中的两个标记单元沿第二方向部分重叠的示意图。图6H是图6C中的五个标记单元与相邻的标记单元沿第二方向部分重叠以形成标记群的示意图。图6I是图6B中的两个标记单元沿第一方向部分重叠的示意图。图6J是图6B中的五个标记单元与相邻的标记单元沿第一方向部分重叠的示意图。图6K是图6A的试样标记单元的示意图。图6L是图6A中的标尺的标记单元被用于测量在标尺角落的位置的示意图。图6M是图6A中的标尺的标记单元被用于测量在标尺边缘部分的位置的示意图。图6N是一个与图6A中的标尺具有相同的标记元素和标记单元的标尺的示意图，图6N中的标尺用于一个不同的应用。图7A是根据本专利技术的一个应用实例使用标尺的光学测量系统的示意图。图7B是图7A中的标尺的一部分放大示意图。图7C是图7B的进一步放大示意图。图7D是图7C中的标记单元的单元值的示意图。图8A是根据本专利技术的另一个应用实例使用标尺的光学测量系统的示意图。图8B是图8A的部分放大示意图。图9A是根据本专利技术的另一个应用实例使用标尺的光学测量系统的示意图。图9B是图9A的部分放大示意图。图10A是根据本专利技术的另一个应用实例使用标尺的光学测量系统的示意图。图10B是图10A的部分放大示意图。图10C是根据本专利技术的进一步应用实例使用标尺的光学测量系统的示意图。图10D是图10C中的光学测量系统的标记单元的示意图。图10E是图10D的部分放大示意图，图示了一个标尺图像。图10F是图10E的部分放大图，图示了一个标尺重叠于可视目标。图11是本专利技术的一个实施方式的光学测量方法的流程图。具体实施方式在下面的描述中，许多具体的详细描述是为了对本专利技术的各种实施例提供一个全面的理解，然而，对本领域技术人员来说，没有这些全部或部分具体的详细描述，本专利技术的实施方式可以实现。在其它的例子中，为了描述实施例中相关的内容而没有详细地描述一些公知常识。图1A是本专利技术第一种实施方式的标尺100的示意图。在本实施方式中，所述标尺用于测量沿特定方向的直线距离。参考图1A，标尺100包括基底110和多个固定于基底110的标记单元120。为了描述方便，图1A图示了25个标记单元120(分别被描述为标记单元1201、1202、…、1225)。根据实际不同的应用，标尺100可以具有其它数量的标记单元。基底110定义了第一方向和与第一方向相交的第二方向，如，第一方向和第二方向互相垂直。每一个标记单元120被固定于基底110的一个预先设定的位置。例如，被一个短划线的框突出显示的第9行的标记单元1209固定于基底110，其中标记单元1209的中心被点划线的测量线124表示。或者，测量线124也可以被设置为与被标记单元1209定义的上边线1290a或下边线1209b一致的线。标记单元120可以由本身形成，如通过在独立的材料，如标签、张贴物或其它不发光但对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学测量标尺，其特征在于，所述光学测量标尺包括：一个基底，所述基底定义了第一方向；多个标记单元，每一个所述标记单元设置于所述基底的一个预定位置，每一个所述标记单元包括多个光学检测的标记元素，每一个所述标记元素有一个被其光学特性定义的元素值，其中，每一个所述标记单元有一个被在所述标记单元中的每一个标记元素的元素值的排列中的任一组数字确定的单元值，每一个所述单元值对应一个物理量，其中，所述物理量包括沿所述第一方向的在参考位置和所述预定位置之间的第一距离。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光学测量标尺，其特征在于，所述光学测量标尺包括：一个基底，所述基底定义了第一方向；多个标记单元，每一个所述标记单元设置于所述基底的一个预定位置，每一个所述标记单元包括多个光学检测的标记元素，每一个所述标记元素有一个被其光学特性定义的元素值，其中，每一个所述标记单元有一个被在所述标记单元中的每一个标记元素的元素值的排列中的任一组数字确定的单元值，每一个所述单元值对应一个物理量；其中，所述物理量包括沿所述第一方向的在参考位置和所述预定位置之间的第一距离；其中，所述基底定义一个与所述第一方向交叉的第二方向，其中在每一个所述标记单元中的至少二个所述标记元素排列于第一对准行内，所述第一对准行平行于所述第二方向；其中，每一个所述标记单元进一步包括至少二个沿所述第二方向排列的在第二对准行中的标记元素，所述第二对准行和所述第一对准行相隔一定的距离。2.如权利要求1所述的光学测量标尺，其特征在于，每两个相邻的所述标记单元被至少一个所述标记元素沿所述第一方向部分重叠。3.如权利要求2所述的光学测量标尺，其特征在于，每一个后续标记单元沿所述第一方向相对于一个与所述后续标记单元相邻的先前标记单元偏离一个标记元素。4.如权利要求3所述的光学测量标尺，其特征在于，所述基底有一个平面，在所述平面上的所述第一方向和所述第二方向为直线方向并互相垂直，所述第一距离为沿所述第一方向的在所述参考位置和所述第一对准行之间的直线距离。5.如权利要求3所述的光学测量标尺，其特征在于，所述基底有一个平面，在所述平面上的所述第一方向为圆周方向，在所述平面上的所述第二方向为径向，所述第一距离为沿所述圆周方向的在所述参考位置和所述第一对准行之间的角度距离。6.如权利要求3所述的光学测量标尺，其特征在于，所述基底有一个旋转面，在所述旋转面上的所述第一方向为圆周方向，在所述旋转面上的所述第二方向为径向，所述第一距离为沿所述圆周方向的在所述参考位置和所述第一对准行之间的角度距离。7.如权利要求1所述的光学测量标尺，其特征在于，每个标记元素是一个安装于所述基底上的被动反射镜，其中所述光学特性是形状、颜色、亮度、灰度和图案中的一个或它们的组合。8.如权利要求7所述的光学测量标尺，其特征在于，每一个所述标记元素是一个来自投影机的光学图像，所述基底是一个投影屏幕，用于承载多个所述标记元素中的每一个所述标记元素的光学图像。9.如权利要求1所述的光学测量标尺，其特征在于，每一个所述标记元素是一个固定于所述基底的光源，其中所述光学特性是颜色、亮度和照度级中的一个或它们的组合。10.如权利要求9所述的光学测量标尺，其特征在于，每一个所述标记元素是一个固定于所述基底的主动的发光体以形成一个显示屏幕，所述标记元素从其发出光信号。11.一种光学测量标尺，其特征在于，所述光学测量标尺包括：一个基底，所述基底定义了第一方向；多个标记单元，每一个所述标记单元设置于所述基底的一个预定位置，每一个所述标记单元包括多个光学检测的标记元素，每一个所述标记元素有一个被其光学特性定义的元素值，其中，每一个所述标记单元有一个被在所述标记单元中的每一个标记元素的元素值的排列中的任一组数字确定的单元值，每一个所述单元值对应一个物理量；其中，所述物理量包括沿所述第一方向的在参考位置和所述预定位置之间的第一距离，并且，所述标记单元排列于沿所述第一方向和第二方向的二维矩阵中，其中所述物理量进一步包括一个第二距离，所述第二距离在所述参考位置和沿所述第二方向的所述预定位置之间；所述基底定义一个与所述第一方向交叉的第二方向，其中在每一个所述标记单元中的至少二个所述标记元素排列于第一对准行内，所述第一对准行平行于所述第二方向。12.如权利要求11所述的光学测量标尺，其特征在于，沿所述第一方向的每两个相邻的所述标记单元被至少一个所述标记元素部分重叠，沿所述第二方向的每两个相邻的所述标记单元被至少一个所述标记元素部分重叠。13.如权利要求12所述的光学测量标尺，其特征在于，每一个后续标记单元沿所述第一方向相对于一个与所述后续标记单元相邻的先前标记单元偏离一个标记元素，且每一个后续标记单元沿所述第二方向相对于一个与所述后续标记单元相邻的先前标记单元偏离一个标记元素。14.如权利要求13所述的光学测量标尺，其特征在于，所述基底有一个平面，在所述平面上的所述第一方向...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，
申请(专利权)人：王勇，
类型：发明
国别省市：新加坡;SG