一种坑洞深度测量结构制造技术

一种坑洞深度测量结构，包括坑洞、连接侧杆、桥接杆、线阵CCD、旋转机构、激光器、FPGA模块、数据采集控制模块、计算机；本实用新型专利技术设计了一种利用光的镜面反射构造等腰三角形来实现坑洞深度测量的装置，通过激光器将一束激光打在坑洞底部的水平面上，镜面反射的激光到达与激光器发射点所在同一水平面的线阵CCD时，被线阵CCD接收，如此激光器的发射点、水面的反射点、线阵CCD激光接收点三点连线组成一个等腰三角形，最后只要求出等腰三角形的高即可得到坑洞深度，本实用新型专利技术测量便利、速度快捷。

【技术实现步骤摘要】
一种坑洞深度测量结构
本技术涉及一种坑洞深度测量结构。
技术介绍
在建筑施工中，经常会遇到一些积水深坑，这些深坑大多深而复杂，卡尺等直接测量工具难以施展。间接测量在诸多场景下愈来愈受到重视。对于一个竖直的坑洞来说，其竖直剖面在二维平面上是一个矩形，因此可将坑洞深度测量转换为矩形长度测量，传统的测量工具，如卷尺，在实际测量中无法保证其与坑洞底部测量面相垂直，另一方面，由于洞内光线不足，卷尺在坑洞内是否弯折、卷尺顶端是否平稳置于测量面等诸多测量因素无法保证，测量结果存在较大误差。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足之处，本技术解决的问题为：提供一种测量便利、误差小的坑洞深度测量结构。为解决上述问题，本技术采取的技术方案如下：一种坑洞深度测量结构，包括坑洞、连接侧杆、桥接杆、线阵CCD、旋转机构、激光器、FPGA模块、数据采集控制模块、计算机；所述坑洞内部注有水；所述连接侧杆设有两个，所述坑洞的上端两侧分别安装一个连接侧杆；所述坑洞上端两侧的连接侧杆相互平行分布；所述桥接杆安装于两个连接侧杆之间，桥接杆的两端分别安装在连接侧杆上；所述线阵CCD安装于桥接杆的一端下侧；所述旋转机构和激光器安装于桥接杆的另一端下侧；所述旋转机构带动激光器转动；所述旋转机构和FPGA模块连接；所述线阵CCD和数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块连接于计算机；所述FPGA模块通过所述数据采集控制模块连接于计算机。进一步，所述桥接杆的两端分别安装于连接侧杆的中间位置。进一步，所述旋转机构带动激光器从垂直向下的方向进行投射转动至向线阵CCD的一侧的方向进行投射。进一步，所述激光器的发射点和线阵CCD的接受点处于同一横向水平面上。进一步，所述激光器的发射光线和经过坑洞内水面后的反射光线与线阵CCD的接受点处于同一纵向竖直平面上。进一步，所述旋转机构为步进电机。本技术的有益效果本技术设计了一种利用光的镜面反射构造等腰三角形来实现坑洞深度测量的装置，通过激光器将一束激光打在坑洞底部的水平面上，镜面反射的激光到达与激光器发射点所在同一水平面的线阵CCD时，被线阵CCD接收，如此激光器的发射点、水面的反射点、线阵CCD激光接收点三点连线组成一个等腰三角形，最后只要求出等腰三角形的高即可得到坑洞深度，本技术测量便利、速度快捷。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术激光器的发射点、水面的反射点、线阵CCD激光接收点构成的三角路径结构。具体实施方式下面结合附图对本
技术实现思路
作进一步详细说明。如图1和2所示，一种坑洞深度测量结构，包括坑洞1、连接侧杆2、桥接杆3、线阵CCD4、旋转机构5、激光器6、FPGA模块9、数据采集控制模块7、计算机8；所述坑洞1内部注有水；所述连接侧杆2设有两个，所述坑洞1的上端两侧分别安装一个连接侧杆2；所述坑洞1上端两侧的连接侧杆2相互平行分布；所述桥接杆3安装于两个连接侧杆2之间，桥接杆3的两端分别安装在连接侧杆2上；所述线阵CCD4安装于桥接杆3的一端下侧；所述旋转机构5和激光器6安装于桥接杆3的另一端下侧；所述旋转机构5带动激光器6转动；所述旋转机构5和FPGA模块9连接；所述线阵CCD4和数据采集控制模块7连接；所述数据采集控制模块7连接于计算机8；所述FPGA模块9通过所述数据采集控制模块7连接于计算机8。进一步优选，所述桥接杆3的两端分别安装于连接侧杆2的中间位置。进一步，所述旋转机构5带动激光器6从垂直向下的方向进行投射转动至向线阵CCD4的一侧的方向进行投射。进一步优选，所述激光器6的发射点和线阵CCD4的接受点处于同一横向水平面上。进一步，所述激光器6的发射光线和经过坑洞1内水面后的反射光线与线阵CCD4的接受点处于同一纵向竖直平面上。进一步优选，所述旋转机构5为步进电机。本技术设计了一种利用光的镜面反射构造等腰三角形来实现坑洞深度测量的装置，通过激光器6将一束激光打在坑洞1底部的水平面上，镜面反射的激光到达与激光器发射点所在同一水平面的线阵CCD4时，被线阵CCD4接收，如此激光器的发射点B、水面的反射点C、线阵CCD激光接收点A三点连线组成一个等腰三角形△BAC，最后只要求出等腰三角形△BAC的高h即可得到坑洞深度，本技术测量便利、速度快捷。本技术的作业流程如下：1.开启电源装置给各部分供电，待激光器工作，打开电脑终端驱动FPGA模块9控制步进电机5匀速转动，使得原本竖直向下照射的激光器6在步进电机5的驱动下向着线阵CCD4一端转动。2.激光在坑洞底部水面发生镜面反射，反射的激光随着步进电机5的转动，最终会被线阵CCD4接收。3.线阵CCD4接收到的光强信息经数据采集控制模块7处理后再经过串口传送至计算机8，在计算机中得到一个数字视频信号，在计算机中进行图像处理，得到激光出射的位置。4.分析离散信号，找出信号中强度最高值所对应的像素点，计算出激光接收点A与激光出射点B的距离AB，以此作为等腰三角形的底边长，并计算出此刻步进电机所转过的角度的余角α1，以此作为等腰三角形的底角。完成以上步骤后，由计算机分析数据，在已知等腰三角形底边长AB和底角α1的情况下，求出等腰三角形的高h，此高即为坑洞的深度。具体测量和计算过程如下：激光器部分：激光器通电后稳定发光，FPGA在线阵CCD的一个采集周期内生成n个周期的方波信号，在每个上升沿到来时，步进电机转动m°，出射激光也随之移动，直至被线阵CCD探测。线阵CCD部分：当激光照射到线阵CCD上时，线阵CCD接收到光信号后输出数字视频信号，经图像处理后算出光斑在线阵CCD上的坐标，计算该点A到激光出射点B的水平距离x。记录此时FPGA工作在第k个周期，已过上升沿。深度计算部分：首先计算出步进电机经过k个周期所转过的角度为(k*m)°，取其余角为α1，则该角即为激光入射点B、反射点C、激光接受点A三点所构成的等腰三角形的底角。对于所求的坑洞深度，即为图2所示ΔABC的底边高h；在ΔBCD中，∠B的正切值为∠B即为∠α1；由式(1)和式(2)得进一步化简(3)式得如此，得到上述高度h。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种坑洞深度测量结构，其特征在于，包括坑洞、连接侧杆、桥接杆、线阵CCD、旋转机构、激光器、FPGA模块、数据采集控制模块、计算机；所述坑洞内部注有水；所述连接侧杆设有两个，所述坑洞的上端两侧分别安装一个连接侧杆；所述坑洞上端两侧的连接侧杆相互平行分布；所述桥接杆安装于两个连接侧杆之间，桥接杆的两端分别安装在连接侧杆上；所述线阵CCD安装于桥接杆的一端下侧；所述旋转机构和激光器安装于桥接杆的另一端下侧；所述旋转机构带动激光器转动；所述旋转机构和FPGA模块连接；所述线阵CCD和数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块连接于计算机；所述FPGA模块通过所述数据采集控制模块连接于计算机。/n

【技术特征摘要】
1.一种坑洞深度测量结构，其特征在于，包括坑洞、连接侧杆、桥接杆、线阵CCD、旋转机构、激光器、FPGA模块、数据采集控制模块、计算机；所述坑洞内部注有水；所述连接侧杆设有两个，所述坑洞的上端两侧分别安装一个连接侧杆；所述坑洞上端两侧的连接侧杆相互平行分布；所述桥接杆安装于两个连接侧杆之间，桥接杆的两端分别安装在连接侧杆上；所述线阵CCD安装于桥接杆的一端下侧；所述旋转机构和激光器安装于桥接杆的另一端下侧；所述旋转机构带动激光器转动；所述旋转机构和FPGA模块连接；所述线阵CCD和数据采集控制模块连接；所述数据采集控制模块连接于计算机；所述FPGA模块通过所述数据采集控制模块连接于计算机。


2.根据权利要求1所述的坑...

【专利技术属性】
技术研发人员：时啸宇，韩佳一，陆映同，张健，
申请(专利权)人：南京工程学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32