一种用于确定反射地形地貌的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种用于确定反射地形地貌的测量方法，属于建筑测量施工技术领域，包括以下步骤：S1、用从第一光源位置处的点源发射的第一球面波照射待测地面，使得第一球面波至少部分的被待测地面反射；S2、通过波前传感器检测反射的第一波的第一波前标准N1；S3、用从不同于第一光源位置的第二光源位置处的点源发射的第二球面波照射待测地面，使得第二球面波至少部分的被待测地面反射；S4、通过波前传感器检测反射的第二波的第二波前标准N2，在微透镜上的至少一个第二冲击点P2。本发明专利技术过光波发生装置、波前传感器以及评估单元之间的配合设置，利用能够以高精度近似任何波的球面波的特性，解决现有技术中地形地貌反射测量精度低的问题。的问题。的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定反射地形地貌的测量方法


[0001]本专利技术属于建筑测量施工
，具体涉及一种用于确定反射地形地貌的测量方法。

技术介绍

[0002]地形地貌，即地球表面各种形态的总称，地表形态是多种多样的，成因也不尽相同，是内、外力地质作用对地壳综合作用的结果，地形地貌测量，指的是测绘地形图的作业，即对地球表面的地物、地形在水平面上的投影位置和高程进行测定，并按一定比例缩小，用符号和注记绘制成地形图的工作，针对一些面积较小的或者工程建设需要的地形图，现有的地形图的测绘方法有：平板仪测量方法、干涉测量方法等。
[0003]已知最先进的干涉测量方法，其中有一种用光照射待测表面并检查反射光是否存在干涉现象的三次磁性测量法，其存在的缺点是：如果待测所涉及的平面或球面存在较大偏差，则由于等高线密度较大，预计后期会出现多个波长的地形跳跃，导致等高线图案投影到表面上出现较大偏差，从而难以进行地形地貌的测量工作；测量常规地形时则是在表面上所产生的等高线测量精度相对较低。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，专利技术人经过实践和总结得出本专利技术的技术方案，本专利技术公开了一种用于确定反射地形地貌的测量方法，包括以下步骤：
[0005]S1、用从第一光源位置处的点源发射的第一球面波照射待测地面，使得第一球面波至少部分的被待测地面反射；
[0006]S2、通过波前传感器检测反射的第一波的第一波前标准N1；
[0007]S3、用从不同于第一光源位置的第二光源位置处的点源发射的第二球面波照射待测地面，使得第二球面波至少部分的被待测地面反射；
[0008]S4、通过波前传感器检测反射的第二波的第二波前标准N2，在微透镜上的至少一个第二冲击点P2，若该点位于第一条线G1上，该线沿第一波前法向延伸并穿过第一冲击点P1，若该点位于第二条线G2上，该线沿第二波前法向延伸并穿过第二冲击点P2。
[0009]进一步优选地，所述第一光源和第二光源分别与待测地面间设有聚光透镜，通过所述聚光透镜将第一光源和第二光源分别以第一焦点和第二焦点的形式对待测地面进行照射。
[0010]进一步优选地，所述第一光源和第二光源均由光波发生装置发出。
[0011]进一步优选地，所述波前传感器为包含多个微透镜的哈特曼
‑
夏克波前传感器。
[0012]进一步优选地，所述测量方法还包括确定待测地面的表面点，包括以下步骤：
[0013]步骤一、计算第一条线G1和第二条线G2的交点；
[0014]步骤二、通过评估单元从交点和第一光源位置及第一冲击点P1确定表面地形的第一表面法线；
[0015]步骤三、再从交点和第二光源位置及第二冲击点P2确定表面地形的第二表面法线；
[0016]步骤四、确定第一和第二测量值之间的偏差曲面法线和第二曲面法线，如果偏差是给定的低于阈值，平均输出和表面法线或曲面法线计算曲面法线值作为地形的数据点。
[0017]进一步优选地，所述确定表面点还包括对波前传感器上的多个冲击点P进行冲击，并根据确定的表面点及确定的表面法线确定表面的地形。
[0018]进一步优选地，步骤二中，所述评估单元设置用于自动确定表面点，该点位于一条直线G上，该直线沿第一波前的法线方向延伸并穿过第一冲击点P1(53)
[0019]与现有技术相比，本专利技术可以获得以下技术效果：
[0020]本专利技术通过光波发生装置、波前传感器以及评估单元之间的配合设置，利用能够以高精度近似任何波的球面波的特性，解决现有技术中地形地貌反射测量精度低的问题，实现对地形地貌的准确测量；并且，本专利技术不仅可以确定测试对象表面上的点的坐标，还可以确定其在预定坐标系中的绝对位置，具有很好的使用及推广价值。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术中第一光源的照射示意图；
[0023]图2为本专利技术中第二光源的照射示意图。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0025]下面结合附图及具体实施例对本专利技术的应用原理作进一步描述。
[0026]实施例
[0027]如图1
‑
2所示，一种用于确定反射地形地貌的测量方法，具体步骤如下：
[0028]S1、用从第一光源2位置处的点源发射的第一球面波照射待测地面1，使得第一球面波至少部分的被待测地面1反射；
[0029]S2、通过波前传感器检测反射的第一波的第一波前标准(N1)52；
[0030]S3、用从不同于第一光源2位置的第二光源位置处的点源发射的第二球面波照射待测地面1，使得第二球面波至少部分的被待测地面1反射；
[0031]S4、通过波前传感器检测反射的第二波的第二波前标准(N2)62，在微透镜4上的至少一个第二冲击点(P2)63，若该点位于第一条线(G1)61上，该线沿第一波前法向延伸并穿过第一冲击点(P1)53，若该点位于第二条线(G2)51上，该线沿第二波前法向延伸并穿过第二冲击点(P2)63。
[0032]其中，第一光源2和第二光源均由光波发生装置发出；而待测地面1可以理解为平面，在平面轴中，曲率半径是无限的，理想的球形，即数学意义上的球形在物理上是不可行
的。因此，球面波被理解为能够以高精度近似的任何波，由此近所产生的测量误差小于由待测量光源的位置产生的误差；根据电磁波基于点波的特性，波的射束路线中至少有一个点存在，在该点处，波具有如此小的空间延伸，然而决定性的因素是光源太小，它不是理想的点光源，会导致较大的测量误差。
[0033]为了避免出现较大的测量误差，分别在第一光源2和第二光源与待测地面1间设置聚光透镜3，通过聚光透镜3将第一光源2和第二光源分别以第一焦点5和第二焦点6的形式对待测地面1进行照射。
[0034]该波前传感器采用哈特曼
‑
夏克波前传感器，其具有多个微透镜4，并将光聚焦在图像传感器上，在当前情况下为CCD芯片的形式；在测量之前，通过波前传感器确定照明波前的法向量，因此，测量体积中的每个点都分配有法向量，如果已知撞击点，则通过该法向量可以以特别高的精度计算表面的法向量，表面法线优选为从第一光源位置和第一汇接点和第二汇接点计算，也可以用两种方法计算表面范数，然后形成平均值；同时，可通过该波前传感器为每个微透镜确定焊缝前沿标准，在这种情况下，法线的检测尤其针对多个接触点进行，每个接触点由微透镜形成，基于已知碰撞点处使用波前传感器的基础认知，可以计算出光波反射点所在的直线，并且为了确定直线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定反射地形地貌的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、用从第一光源(2)位置处的点源发射的第一球面波照射待测地面(1)，使得第一球面波至少部分的被待测地面(1)反射；S2、通过波前传感器检测反射的第一波的第一波前标准N1(52)；S3、用从不同于第一光源(2)位置的第二光源位置处的点源发射的第二球面波照射待测地面(1)，使得第二球面波至少部分的被待测地面(1)反射；S4、通过波前传感器检测反射的第二波的第二波前标准N2(62)，在微透镜(4)上的至少一个第二冲击点P2(63)，若该点位于第一条线G1(61)上，该线沿第一波前法向延伸并穿过第一冲击点P1(53)，若该点位于第二条线G2(51)上，该线沿第二波前法向延伸并穿过第二冲击点P2(63)。2.根据权利要求1所述的一种用于确定反射地形地貌的测量方法，其特征在于：所述第一光源(2)和第二光源分别与待测地面(1)间设有聚光透镜(3)，通过所述聚光透镜(3)将第一光源(2)和第二光源分别以第一焦点(5)和第二焦点(6)的形式对待测地面(1)进行照射。3.根据权利要求2所述的一种用于确定反射地形地貌的测量方法，其特征在于：所述第一光源(2)和第二光源均由光波发生装置发出。4.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张旭，王云杰，周青，张智忠，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：