本发明专利技术涉及电梯井道的自动测量装置以及自动测量系统。自动测量装置(1)基于无人机对电梯井道的内壁进行测量，包括：起落台(101)，其设置于电梯井道的底面；可见激光发射器(102)，其设置于起落台，用于竖直向上发射可见激光束；无人机(103)，其利用起落台进行起飞和降落，在电梯井道内上下飞行；光斑定位受光器(104)，其用于接收可见激光束，并识别无人机相对于初始状态在水平面内的偏移量和偏转角；高度测距传感器，其用于测量无人机的飞行高度；双轴水平传感器，其用于测量无人机在预先设定的X轴方向和Y轴方向上的水平倾角；水平测距传感器(105)，其用于测量无人机与电梯井道的内壁的水平距离；以及存储器，其存储测量数据。其存储测量数据。其存储测量数据。
【技术实现步骤摘要】
电梯井道的自动测量装置以及自动测量系统
[0001]本专利技术涉及电梯井道的自动测量装置以及自动测量系统。
技术介绍
[0002]在高层建筑物中，为了避免在电梯的安装过程中因电梯井道的建造误差而影响安装，需要在电梯安装前对电梯井道进行测量。电梯井道的建造误差例如井道的垂直度偏差、井道内壁的平整度的偏差、井道形状的偏差等。为了对电梯井道进行测量，需要安排专业人员进入电梯井道内部进行现场勘测。但这种人为现场勘测的方式不仅耗费体力和浪费时间，还存在测量环境对勘测人员的测量造成干扰，影响测量的准确性和勘测人员的安全性的问题。为此，现有技术中提出了对建筑物工程竖井进行测量的测量装置。
[0003]例如，专利文献1提出了一种基于激光雷达电梯井道测量和建模的方案。主要是在电梯井道内自上而下悬挂一根导轨，导轨上挂载一台卷扬机，通电状态下电机可以沿导轨上下滑动。电机上安装激光雷达，激光雷达工作时可以扫描当前高度平面上的360
°
范围的障碍物距离。激光雷达被电机带动，自上而下沿着导轨滑动，边滑动边扫描周围井道的距离信息，最终将整个井道的内壁距离信息采集完毕，得到井道的长宽高等形状的测量结果。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：CN111322951A
技术实现思路
[0007]【专利技术要解决的技术问题】
[0008]在专利文献1公开的电梯井道的自动测量装置中，需要在井道内自上而下地铺设一条导轨，该导轨作为供测量机构移动的攀爬机构而发挥作用。但这样的自动测量装置会产生如下技术问题：建筑物交付时井道附近环境复杂，很难找到固定导轨的区域，导轨安装难度大，安装导轨本身存在一定危险；导轨长度需要大于建筑物高度，用于测量高层建筑物的导轨的生产成本过高。
[0009]【解决问题的技术手段】
[0010]本专利技术是为了解决如上所述的课题而完成的，本专利技术使用搭载激光雷达的无人机实现电梯井道的自动化测量，解决了人工测量带来的作业时间长、工作量大、有一定的危险性的问题。采用无人机测量，解决了铺设导轨引起的铺设难度大，导轨成本高的问题。
[0011]为了达成上述的目的，本专利技术的方案1所记载的电梯井道的自动测量装置中，基于无人机对电梯井道的内壁进行测量，所述装置包括：起落台，其设置于所述电梯井道的底面；可见激光发射器，其设置于所述起落台，用于竖直向上发射可见激光束；无人机，其利用所述起落台进行起飞和降落，在所述电梯井道内上下飞行；光斑定位受光器，其设置于所述无人机，用于接收所述可见激光束，并识别所述无人机相对于初始状态在水平面内的偏移量和偏转角；高度测距传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机的飞行高度；双
轴水平传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机在预先设定的X轴方向和Y轴方向上的水平倾角；水平测距传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机与所述电梯井道的内壁的水平距离；以及存储器，其设置于所述无人机，存储所述偏移量、所述偏转角、所述飞行高度、所述水平倾角、所述水平距离作为测量数据。
[0012]根据本专利技术，使用无人机实现电梯井道的自动化测量，解决了人工测量带来的作业时间长、工作量大、有一定的危险性的问题。而且，采用无人机测量，解决了铺设导轨引起的铺设难度大，导轨成本高的问题。
[0013]本专利技术的方案2所记载的电梯井道的自动测量装置中，所述光斑定位受光器包括：光斑受光面，其由半透光材料制成；微距摄像头，其与所述光斑受光面的背面相对设置；遮光罩，其由不透光材料制成，包围所述微距摄像头的侧面，所述光斑定位受光器以所述光斑受光面朝向所述起落台的方式安装于所述无人机，所述可见激光发射器的所述可见激光束映射在所述光斑受光面上形成光斑，通过微距摄像头拍摄得到的所述光斑受光面上的光斑的图像，识别所述无人机的在X轴方向和Y轴方向上的偏移量和所述偏转角。
[0014]无人机在飞行过程中不可能沿着竖直的轨道飞行，难免存在偏移和偏转。因此，利用无人机采集到的数据也存在偏差。根据本专利技术，通过光斑定位受光器与可见激光发射器，能够对无人机的偏移量和偏转角进行测量，并通过后续的运算对采集数据进行校正。
[0015]本专利技术的方案3所记载的电梯井道的自动测量装置中，所述起落台上设置有水平传感器，能够利用所述水平传感器将所述起落台调整为水平设置。
[0016]本专利技术的方案4所记载的电梯井道的自动测量装置中，所述水平测距传感器是激光雷达，通过在水平面内沿周向扫描所述电梯井道的内壁，获得扫描角度和当前角度下的所述水平距离。
[0017]本专利技术的电梯井道的自动测量系统包括：根据方案2至4中任一项所述的电梯井道的自动测量装置；以及处理单元，其基于所述测量数据，通过坐标变换得到所述电梯井道的内壁的点云数据，对所述点云数据进行平面回归得到所述内壁的平面方程，基于所述内壁的平面方程对所述内壁进行测量。
[0018]由此，能够对电梯井道的各个高度上的长和宽、垂直度、平整度、突出点以及凹坑点等进行检测，准确地检测到井道的垂直度偏差、井道内壁的平整度的偏差、井道形状的偏差等电梯井道的建造误差。
[0019]本专利技术的电梯井道的自动测量系统还包括操作单元，所述操作单元能够与所述无人机之间建立通信，控制所述无人机的起落、飞行高度、水平位置，在所述高度测距传感器测量出的所述无人机的飞行高度达到预先设定的高度时，所述操作单元使所述无人机降落，在所述偏移量超过预先规定的阈值时，所述操作单元以减小所述偏移量的方式调整所述无人机的水平位置。
[0020]在无人机的爬升过程中，根据偏移量的值调节无人机的飞行位置，能够确保十字圆光斑位置不会偏移出光斑定位受光器的范围，可靠地采集到数据。
[0021]本专利技术的电梯井道的自动测量系统中，将X轴方向上的偏移量设为x、将Y轴方向上的偏移量设为y、将所述偏转角设为γ、将所述飞行高度设为h、将X轴方向上的水平倾角设为α、将Y轴方向上的水平倾角设为β、将所述水平距离设为r、将所述扫描角度设为θ时，所述处理单元基于通过所述无人机得到的所述测量数据[h,α,β,θ,r,x,y,γ]，通过坐标变换得
到所述点云数据，坐标变换的代数式如下：
[0022][0023]其中，为构成所述点云数据的一个点的坐标，为构成所述点云数据的一个点的坐标，
[0024]由此，将无人机的X轴方向上的偏移量x、Y轴方向上的偏移量y、偏转角γ、X轴方向上的水平倾角α、将Y轴方向上的水平倾角β等无人机所特有的参数考虑进来进行坐标变换，实现准确地数据采集。
[0025]【专利技术的效果】
[0026]本专利技术的电梯井道的自动测量装置及自动测量系统，解决了人工测量带来的作业时间长、工作量大、有一定的危险性的问题。而且，采用无人机测量，解决了铺设导轨引起的铺设难度大，导轨成本高的问题。
附图说明
[0027]图1是示出本专利技术的电梯井道的自动测量装置的构成的示意图。
[0028]图本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电梯井道的自动测量装置，其基于无人机对电梯井道的内壁进行测量，所述装置的特征在于，包括：起落台，其设置于所述电梯井道的底面；可见激光发射器，其设置于所述起落台，用于竖直向上发射可见激光束；无人机，其利用所述起落台进行起飞和降落，在所述电梯井道内上下飞行；光斑定位受光器，其设置于所述无人机，用于接收所述可见激光束，并识别所述无人机相对于初始状态在水平面内的偏移量和偏转角；高度测距传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机的飞行高度；双轴水平传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机在预先设定的X轴方向和Y轴方向上的水平倾角；水平测距传感器，其设置于所述无人机，用于测量所述无人机与所述电梯井道的内壁的水平距离；以及存储器，其设置于所述无人机，存储所述偏移量、所述偏转角、所述飞行高度、所述水平倾角、所述水平距离作为测量数据。2.如权利要求1所述的电梯井道的自动测量装置，其特征在于，所述光斑定位受光器包括：光斑受光面，其由半透光材料制成；微距摄像头，其与所述光斑受光面的背面相对设置；遮光罩，其由不透光材料制成，包围所述微距摄像头的侧面，所述光斑定位受光器以所述光斑受光面朝向所述起落台的方式安装于所述无人机，所述可见激光发射器的所述可见激光束映射在所述光斑受光面上形成光斑，通过微距摄像头拍摄得到的所述光斑受光面上的光斑的图像，识别所述无人机的在X轴方向和Y轴方向上的偏移量和所述偏转角。3.如权利要求1所述的电梯井道的自动测量装置，其特征在于，所述起落台上设置有水平传感器，能够利用所述水平传感器将所...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹子君，
申请(专利权)人：日立中国研究开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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