一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置，包括激光测距仪和转台，激光测距仪安装在转台上，转台上设置有竖直转轴和水平转轴，且竖直转轴和水平转轴互相垂直，转台固定在三角支架上，激光测距仪和转台均与控制器电连接，还公开了一种测量方法。本发明专利技术的有益效果是：通过控制器控制转台和激光测距仪按步骤进行测量，参数测量完毕后，读取控制器测量结果并通过4G上传至云服务器，从而取代了人工持卷尺测量，保证了精度，同时也提高了效率。同时也提高了效率。同时也提高了效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置及方法


[0001]本专利技术涉及尺寸测量
，特别是一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置及方法。

技术介绍

[0002]在房屋建筑施工完成后，交付验收前，各建筑商需对房屋的层高和开间距离进行测量，作为房屋的分户验收资料移交。目前工程上主要通过人工持卷尺测量，效率低，精度差。虽然部分企业采用激光测距仪，但因人工操作难以确保垂直测量面测量，误差大。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置及方法。
[0004]本专利技术的目的通过以下技术方案来实现：一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置，包括激光测距仪和转台，激光测距仪安装在转台上，转台上设置有竖直转轴和水平转轴，且竖直转轴和水平转轴互相垂直，转台固定在三角支架上，激光测距仪和转台均与控制器电连接，激光测距仪与控制器通过串口连接。
[0005]基于激光距离传感器的尺寸测量方法，包括上述的一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置，还包括以下步骤：
[0006]S1：控制器控制转台携带激光测距仪水平旋转一周，记录全部激光距离值{L}和对应转台角度{(θ，α)}，遍历全部{L}，求取顺序四个最小极值[L1，L2，L3，L4]以及对应的[(θ1，α1)，(θ2，α2)，(θ3，α3)，(θ4，α4)]，其中θ为水平转轴角度，α为竖直转轴角度；
[0007]S2：以激光测距仪为原点，以α1所处的水平方位为Y轴，以垂直于α1所处的水平方位为X轴，以竖直方向为Z轴，建立空间坐标系；
[0008]S3：转台携带激光测距仪水平运行至θ2位置，再调整竖直转轴运行至激光测距仪竖直朝上，再通过竖直转轴绕Y轴逆时针旋转一周，记录全部激光距离值{L}和对应转台角度{(θ，α)}；求取顺序四个最小极值[L5，L6,L7,L8]以及对应的[(θ5，α5)，(θ6，α6)，(θ7，α7)，(θ8，α8)]；
[0009]S4：分别计算四个墙角距离相邻墙面各D处的竖直线与屋顶和地面的交点、计算房屋中心处的竖直线与屋顶和地面的交点(x
i
，y
i
，z
i
)，其中i＝1～10，D为屋角处测量点距离墙面的水平距离，D大于1m；
[0010]S5：分别计算四个竖直墙面中心点坐标(x
i
，y
i
，z
i
)，其中i＝11～14；
[0011]S6：分别以1、2、3、4、9、13、14号交点为中心，在对应平面分别计算向外延伸1m窗口，每组获取总共9个点(x
ij
，y
ij
，z
ij
)，其中i＝1、2、3、4、9、13、14，j＝1～9；
[0012]S7：将所述水平转轴(3)θ2的位置为水平转动零点，定义所述水平转轴(3)绕Z轴逆时针旋转相对于所述水平转轴(3)零点角度为θ，将所述竖直转轴(2)α6的位置为竖直转动零点，定义所述竖直转轴(2)绕Y轴逆时针旋转相对于所述竖直转轴(2)零点角度为α，则
[0013][0014]S8：通过(x
ij
，y
ij
，z
ij
)分别计算每个点对应的转台旋转角度(θ
ij
，α
ij
)，控制转台依次完成全部(θ
ij
，α
ij
)位置的激光测距L
ij
，再根据(θ
ij
，α
ij
)和L
ij
计算各组点的坐标(x
′
ij
，y
′
ij
，z
′
ij
)；
[0015]S9：分别利用(x
′
i，j
，y
′
i，j
，z
′
i，j
)采用空间点最小二乘法拟合的方法对1、2、3、4、9、13、14号点位的局部平面方程进行拟合获得第i个点所在墙面的平面方程S
i
，S
i
的表达式为A
i
x+B
i
y+C
i
z+E
i
＝0，其中i＝1、2、3、4、9、13、14，A
i
、B
i
、C
i
、E
i
分别为空间拟合平面参数；
[0016]S10：将墙面平面方程和对应墙面点配对，配对关系为(x5，y5，z5)～S1、(x6，y6，z6)～S2、(x7，y7，z7)～S3、(x8，y8，z8)～S4、(x
10
，y
10
，z
10
)～S9、(x
11
，y
11
，z
11
)～S
13
、(x
12
，y
12
，z
12
)～S
14
；
[0017]S11：分别计算(x5，y5，z5)～S1、(x6，y6，z6)～S2、(x7，y7，z7)～S3、(x8，y8，z8)～S4、(x
10
，y
10
，z
10
)～S9点到平面的垂直距离，得到D1、D2、D3、D4、D5，其中D1、D2、D3、D4为房屋四个角层高，D5为房屋中心层高；
[0018]S12：分别计算(x
11
，y
11
，z
11
)～S
13
、(x
12
，y
12
，z
12
)～S
14
点到平面的垂直距离得到D6和D7，其中D6和D7为房屋开间尺寸；
[0019]S13：当参数测量完毕后，读取控制器测量结果并通过4G上传至云服务器。
[0020]优选的，步骤S1中，还包括以下步骤：
[0021]S1.1：
[0022]{M}＝find(diff(sign(diff(L)))＝＝2)+1；
[0023]其中，diff为序列中相邻点之差，sign为正负值的逻辑判断值，为正时赋值1，为负时赋值
‑
1，find为在数组中查找等于该值的序号数组，{M}为在数组L中的极小值序号；
[0024]S1.2：在原始{L}中按顺序依次查询序号为{M}对应的激光距离值[L1，L2，L3，L4]以及对应的[(θ1，α1)，(θ2，α2)，(θ3，α3)，(θ4，α4)]。
[0025]优选的，步骤S3中，还包括以下步骤：
[0026]S3.1：
[0027]{M}＝find(diff(sign(diff(L)))＝＝2)+1；
[0028]其中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置，其特征在于：包括激光测距仪(1)和转台，所述激光测距仪(1)安装在所述转台上，所述转台上设置有竖直转轴(2)和水平转轴(3)，且所述竖直转轴(2)和所述水平转轴(3)互相垂直，所述转台固定在三角支架上，所述激光测距仪(1)和所述转台均与控制器电连接，所述激光测距仪(1)与所述控制器通过串口连接。2.基于激光距离传感器的尺寸测量方法，包括权利要求1所述的一种基于激光距离传感器的尺寸测量装置，其特征在于：还包括以下步骤：S1：所述控制器控制所述转台携带所述激光测距仪(1)水平旋转一周，记录全部激光距离值{L}和对应转台角度{(θ，α)}，遍历全部{L}，求取顺序四个最小极值[L1，L2，L3，L4]以及对应的[(θ1，α1)，(θ2，α2)，(θ3，α3)，(θ4，α4)]，其中θ为水平转轴角度，α为竖直转轴角度；S2：以所述激光测距仪(1)为原点，以α1所处的水平方位为Y轴，以垂直于α1所处的水平方位为X轴，以竖直方向为Z轴，建立空间坐标系；S3：所述转台携带所述激光测距仪(1)水平运行至θ2位置，再调整所述竖直转轴(2)运行至所述激光测距仪(1)竖直朝上，再通过所述竖直转轴(2)绕Y轴逆时针旋转一周，记录全部激光距离值{L}和对应转台角度{(θ，α)}；求取顺序四个最小极值[L5，L6，L7，L8]以及对应的[(θ5，α5)，(θ6，α6)，(θ7，α7)，(θ8，α8)]；S4：分别计算四个墙角距离相邻墙面各D处的竖直线与屋顶和地面的交点、计算房屋中心处的竖直线与屋顶和地面的交点(x
i
，y
i
，z
i
)，其中i＝1～10，D为屋角处测量点距离墙面的水平距离，D大于1m；S5：分别计算四个竖直墙面中心点坐标(x
i
，y
i
，z
i
)，其中i＝11～14；S6：分别以1、2、3、4、9、13、14号交点为中心，在对应平面分别计算向外延伸1m窗口，每组获取总共9个点(x
ij
，y
ij
，z
ij
)，其中i＝1、2、3、4、9、13、14，j＝1～9；S7：将所述水平转轴(3)θ2的位置为水平转动零点，定义所述水平转轴(3)绕Z轴逆时针旋转相对于所述水平转轴(3)零点角度为θ，将所述竖直转轴(2)α6的位置为竖直转动零点，定义所述竖直转轴(2)绕Y轴逆时针旋转相对于所述竖直转轴(2)零点角度为α，则S8：通过(x
ij
，y
ij
，z
ij
)分别计算每个点对应的转台旋转角度(θ
ij
，α
ij
)，控制转台依次完成全部(θ
ij
，α
ij
)位置的激光测距L
ij
，再根据(θ
ij
，α
ij
)和L
ij
计算各组点的坐标(x
′
ij
，y
′
ij
，z
′
ij
)；S9：分别利用(x
′
i，j
，y
′
i，j
，z
′
i，j
)采用空间点最小二乘法拟合的方法对1、2、3、4、9、13、14号点位的局部平面方程进行拟合获得第i个点所在墙面的平面方程S
i
，S
i
的表达式为A
i
x+B
i
y+C
i
z+E
i
＝0，其中i＝1、2、3、4、9、13、14，A
i
、B
i
、C
i
、E
i
分别为空间拟合平面参数；S10：将墙面平面方程和对应墙面点配对，配对关系为(x5，y5，z5)～S1、(x6，y6，z6)～S2、(x7，y7，z7)～S3、(x8，y8，z8)～S4、(x
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，y
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)～S9、(x
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，y
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，z
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)～S
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、(x
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，y
12
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；
S11：分别计算(x5，y5，z5)～S1、(x6，y6，z6)～S2、(x7，y7，z7)～S3、(x8，y8，z8)～S4、(x
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，y
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)～S9点到平面的垂直距离，得到D1、D2、D3、D4、D5，其中D1、D2、D3、D4为房屋四个角层高，D5为房屋中心层高；S12：分别计算(x

【专利技术属性】
技术研发人员：邓勇军，桂仲成，邓治林，肖唐杰，肖纪春，陈茂林，
申请(专利权)人：上海圭目机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：