[發明專利]一種測量干灘坡度和長度的裝置和方法

有效

• 申請號: 201010162210.2
• 申請日: 2010-05-05
• 公開（公告）號: CN101865684A
• 公開（公告）日: 2010-10-20
• 發明（設計）人: 樂開端;閆昕;陳沖
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;西安華騰光電有限責任公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01C3/26
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及一種測量裝置及測量方法，特別涉及一種測量干灘坡度和長度的裝置和方法。

背景技術

由于目前國內所涉及到干灘坡度和長度測量方面的裝置和方法，在更換設備后基準會發生變化，而且現有的有些測量方法測量精度不高且操作不太方便，不能準確的測出干灘的坡度和長度，也不能進行準確的實時采集。

發明內容

本發明為了解決現有干灘坡度和長度的測量方法所存在的測量精度低的問題，提高測量設備在使用中的可靠性和安全性，提供了一種基于激光三角法測量原理的高精度，可實時測量干灘坡度和長度的裝置和方法。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：一種測量干灘坡度和長度的裝置，包括固定在干灘頂部邊兩頭的兩根直桿，其特征在于，其中第一根直桿頂端設置有一字線激光器，使其發出的線性激光照射在第一根直桿和干灘斜坡上，形成激光亮線，其中，在干灘斜坡上形成的亮線與干灘頂部的邊垂直；第二根直桿頂端設置有CCD光電器件，使其靶面接收到一字線激光器照射在第一根直桿和干灘斜坡上的激光亮線的漫反射光，顯示反應直桿上的亮線和干灘斜坡上的亮線的線性激光折線。

一種采用前述裝置測量干灘的坡度和長度的方法，其特征在于，包括下述步驟：a、干灘坡度和長度的靜態測量使第一根直桿頂端設置的一字線激光器發出的線性激光照射在第一根直桿和干灘斜坡上，形成激光亮線，其中，在干灘斜坡上形成的亮線與干灘頂部的邊垂直，在第一根直桿和干灘斜坡上形成的激光亮線經漫反射，被第二根直桿頂部的CCD光電器件全部接收，在CCD光電器件靶面上顯示出一定寬度的亮折線，調整CCD光電器件的角度使得亮折線上段與其靶面的左邊緣平行，則亮折線下段與其靶面的下邊緣形成靜態夾角β，亮折線拐角處離靶面的下邊緣的靜態距離為h；由激光三角法的原理求得原始夾角β與干灘坡度θ之間的關系，θ的正切值就是干灘的坡比；然后根據干灘頂部的高程和水位面高程以及干灘的坡度θ，用三角函數求出干灘的長度；b、干灘坡度和長度的動態測量當干灘的坡度和干灘頂部高程發生變化，則CCD光電器件靶面顯示亮折線下段的位置和靜態夾角β均會發生變化，變化后的亮折線下段與CCD光電器件靶面的下邊緣間的夾角變為動態夾角β’，亮折線拐角處離CCD光電器件靶面下邊緣的距離變為動態距離h’，同樣由激光三角法的原理求得干灘動態坡度θ’；根據h’-h就可以求出干灘頂部高程的變化值，然后根據這個變化值和靜態測量得到的干灘頂部高程值，以及水位面的高程值和干灘動態坡度θ’的正切值，求出干灘的動態長度。

上述裝置和方法中，所述一字線激光器、CCD光電器件分別通過可沿平面和垂直兩個方向調節角度的支架固定在各自的直桿頂端。所述CCD光電器件設置在一個包括控制模塊和通訊模塊的電路板上，CCD光電器件通過所述控制和通訊模塊與一個遠程監測中心采用無線或有線方式進行同步光接收及傳遞，實現實時監測。

本發明通過提取出CCD光電器件靶面上的激光亮線信息可以得出折線的夾角，用激光三角法可以求出折線的夾角與干灘的坡度之間的關系，從而可以求出干灘的坡度，然后可以根據干灘頂部的高程和水位高程以及干灘的坡度求出干灘的長度。另外，由于本發明測量裝置的光接收和傳遞發射的工作是連續的，不但可以進行測量干灘坡度和長度的定時采集，而且可以進行干灘坡度和長度的變化的高精度實時采集監測，更方便快捷的了解干灘坡度和長度的變化，使測量更加準確和安全。本發明可應用于各種尾礦壩的干灘坡度和長度的監測，結構簡單、性價比高，并且采用非接觸式測量，測量精確度高，可實時監測。

附圖說明

以下結合附圖及具體實施方式對本發明作進一步的詳細描述。

圖1是本發明干灘坡度和長度的測量裝置結構示意圖。

圖2是圖1裝置的投影成像測量原理圖。

圖1、圖2中的附圖標記：1、直桿；2、支架；3、CCD光電器件；4、干灘頂部邊；5、直桿；6、一字線激光器；7、支架；8、干灘斜坡；9、亮線；10、水位面；11、干灘截面；12、CCD靶面上的亮折線；13、CCD靶面。

具體實施方式

如圖1、圖2所示：本發明的干灘坡度和長度的測量裝置包括在干灘11的頂部邊4兩頭分別埋置兩根直桿1、5，直桿1的頂端連接有支架2，支架2用于固定CCD光電器件3；直桿5的頂端連接有支架7，支架7用于固定一字線激光器6，支架2、5的角度可沿平面360度，沿垂直方向180度調節，使得CCD光電器件、一字線激光器處于合適的位置和角度。