[發(fā)明專利]自動測量的數(shù)字水準儀

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910307807.9
• 申請日: 2009-09-27
• 公開（公告）號: CN101666642A
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁家巍;陳圣紅
• 申請（專利權(quán)）人: 常州市新瑞得儀器有限公司
• 主分類號: G01C5/02
• 分類號: G01C5/02
• 代理公司: 常州市江海陽光知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 蔣全強

1.一種自動測量的數(shù)字水準儀，其特征在于包括：?

廣角攝像處理系統(tǒng)（1），用于在水平旋轉(zhuǎn)基座（3）的驅(qū)動下四周尋找標尺（a），然后計算出標尺（a）所在的方位和距離；

望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4），用于根據(jù)所述標尺（a）的方位和距離通過水平旋轉(zhuǎn)基座（3）調(diào)整朝向，對準標尺（a）后自動調(diào)焦；

CCD裝置（5），用于在調(diào)焦后通過望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）獲取標尺（a）的精確圖像；

CPU單元（2），用于根據(jù)所述標尺（a）所在的方位和距離控制水平旋轉(zhuǎn)基座（3）旋轉(zhuǎn)相應(yīng)的角度以使望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）對準標尺（a），然后驅(qū)動望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）到相應(yīng)的焦距上，并獲取在CCD裝置（5）中形成標尺（a）的圖像，最后計算出該標尺（a）的高程及距離，并存儲到存儲器中。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自動測量的數(shù)字水準儀，其特征在于：所述廣角攝像處理系統(tǒng)（1）包括：廣角透鏡系統(tǒng)、通過廣角透鏡系統(tǒng)獲取圖像的圖像傳感器和與圖像傳感器相連的中央處理器；

廣角攝像處理系統(tǒng)（1）尋找標尺（a）并計算出標尺（a）所在的方位和距離的方法如下：

所述中央處理器通過圖像傳感器連續(xù)獲取四周圖像，直至所述中央處理器得到一張外界含有標尺（a）的圖像時止；

所述中央處理器通過圖像匹配算法找到標尺（a）并得到其在照片中的位置坐標：

X1=n1*P，

Y1=n2*P，

其中，P為圖像傳感器的一個像素寬度，則可以計算出標尺（a）在水平方向上的方位角即所述方位：β=((X1-0.5*N*P)/?0.5*N*P)*?α??，其中，N是圖像傳感器的水平像素數(shù)，α為廣角透鏡系統(tǒng)中鏡頭的廣角角度；

根據(jù)標尺（a）的圖像在照片中的長寬所占的像素n3,n4可以計算出標尺（a）所在的距離：L=(H/n3*P)*L'，

其中H為標尺實際高度，L'為攝像機光學(xué)系統(tǒng)的放大系數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自動測量的數(shù)字水準儀，其特征在于：

使用的標尺（a）上的圖案是黑白相間的條碼；

CPU單元（2）控制望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）對準標尺（a）調(diào)焦時，CPU單元（2）多次驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)基座（3）及望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4），并在CCD裝置（5）中得到相對應(yīng)的圖像，CPU單元（2）通過比較不同調(diào)焦位置上的圖像中的所述黑白相間的條碼的對比度，以判斷出最佳的調(diào)焦位置，從而將望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）調(diào)焦到最佳位置。

4.一種自動測量的數(shù)字水準儀，其特征在于：使用的標尺（a）上設(shè)有用于檢測標尺（a）所在位置的GPS接收機和用于將檢測標尺（a）的位置信息以無線信號發(fā)出的無線信號發(fā)射裝置；

水準儀（b）包括：用于接收所述無線信號并得出所述標尺（a）的位置信息的無線信號接收器、用于檢測水準儀（b）所在位置的GPS接收機、CPU單元（2）、水平旋轉(zhuǎn)基座（3）、望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）和CCD裝置（5）；

CPU單元（2）根據(jù)水準儀（b）所在位置的信息、所述標尺（a）的位置信息，計算出標尺（a）相對水準儀（b）所在的方位和距離，然后根據(jù)該方位和距離通過水平旋轉(zhuǎn)基座（3）調(diào)整望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）的朝向，然后控制望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）自動調(diào)焦，并獲取在CCD裝置（5）中形成標尺（a）的圖像，最后計算出該標尺（a）的高程及距離，并存儲到存儲器中。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的自動測量的數(shù)字水準儀，其特征在于：

使用的標尺（a）上的圖案是黑白相間的條碼；

CPU單元（2）控制準標尺（a）調(diào)焦時，CPU單元（2）多次驅(qū)動水平旋轉(zhuǎn)基座（3）及望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4），并在CCD裝置（5）中得到相對應(yīng)的圖像，CPU單元（2）通過比較不同調(diào)焦位置上的圖像中的所述黑白相間的條碼的對比度，以判斷出最佳的調(diào)焦位置，從而將望遠鏡調(diào)焦系統(tǒng)（4）調(diào)焦到最佳位置。