[實用新型]線陣點光源式垂線坐標儀

有效

• 申請號: 201020140991.0
• 申請日: 2010-03-24
• 公開（公告）號: CN201653414U
• 公開（公告）日: 2010-11-24
• 發明（設計）人: 李學勝;藍彥;盧欣春;王軍濤;劉冠軍;鄒念椿
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院;南京南瑞集團公司
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種光學遙測垂線坐標儀器，特別涉及一種線陣點光源式垂線坐標儀。

背景技術

目前，采用CCD的光學垂線坐標儀在光路原理上有兩類，一類是有鏡頭的光電式垂線坐標儀，其測量原理為：它是把光源發出的光經過透鏡形成平行光，將垂線直接投影到CCD上，測量該投影在CCD上的位置，可以得到垂線在垂直于平行光方向的坐標。第一類儀器的缺點為：為了得到平行光，需要采用高品質的準直透鏡。由于光學透鏡容易受潮發霉，用在大壩觀測這種潮濕環境下，無法解決儀器長期工作的穩定性和可靠性，因而這類儀器的使用受到很大限制。另一類是無透鏡的光電式垂線坐標儀，它采用點光源陣列提供系統光照，采用兩片成一定角度分布的線陣CCD，它要求點光源布置成圓弧狀，同時還要使一部分點光源照射到CCD1上，一部分照射到CCD2上，還有一部分既照射到CCD1上又照射到CCD2上，當垂線在測量區域時，掃描各個點光源，在兩片CCD上至少找到兩個投影數據，根據這些數據采用投影重建圖像的數字成像技術，得出垂線的位置。第二類儀器的缺點為：點光源布置難度大，也增加了儀器生產的難度，提高了生產成本，而且儀器標定困難，不適合儀器生產。

實用新型內容

為了解決現有技術中的問題，本實用新型提供一種線陣點光源式垂線坐標儀，它測量范圍可調范圍大，無需透鏡，點光源布置簡潔，標定方便，適合儀器生產使用，可現場顯示數據，主要部件都安裝到一個可方便拆卸的底板上使部件安裝和維修更方便。

為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是：

一種線陣點光源式垂線坐標儀，包括殼體，在殼體的一側設置有過線縫隙，所述過線縫隙的尾端與設置在殼體內的測量空間貫通連接，其特征在于：在殼體內設有能夠方便拆卸的底板，在底板的四個面上設有兩列線陣點光源陣列和兩列線陣CCD，底板的每個面只設有一列線陣點光源陣列或一列線陣CCD，且一列線陣點光源陣列和一列線陣CCD設置在相對的兩個面上，所述底板上還設置有測控電路板，所述相對設置的兩組線陣點光源陣列和線陣CCD分別與測控電路板相連接。

前述的線陣點光源式垂線坐標儀，其特征在于：在測量空間內壁的四個面上分別設有通光孔，所述通光孔的位置與底板同一側上的線陣點光源陣列或線陣CCD位置相對，在每個通光孔上分別裝有透光玻璃、濾光玻璃和加熱設備。

前述的線陣點光源式垂線坐標儀，其特征在于：在殼體的另一側設有顯示窗口。

前述的線陣點光源式垂線坐標儀，其特征在于：線陣點光源陣列由貼片式LED組成，線陣CCD為TCD1703。

前述的線陣點光源式垂線坐標儀，其特征在于：所述殼體做成整體密封。

下面詳細介紹下本實用新型的工作原理

本實用新型線陣點光源式垂線坐標儀的工作原理：線陣點光源采用貼片式LED，線陣CCD為TCD1703，在測量范圍內，依次點亮線陣點光源的各個LED，在每一個LED下，物體都會在其后面的線陣CCD上成一陰影，當在各個LED下成到CCD上的陰影大于或等于兩個的時候，我們就可以根據物體成像到CCD上的位置和LED的位置來確定垂線的實際位置，具體方法如下：以兩個點光源為例進行說明，如圖1所示

圖中，當LED、垂線和CCD所在的面在同一坐標系下，根據兩條直線相交確定一點的理論，可以看出，依次點亮LED1和LED2，在其照射下，垂線依次在其后的CCD上產生兩個不同的陰影B和D，設B和D的坐標分別為(x₀，y_a)，(x₀，y_b)。根據A、B、C和D四點的坐標，就可以求出直線AB和CD的方程，聯立兩方程即可求出這兩條直線的交點的坐標，交點的坐標就是垂線的實際位置。另外假設LED1和LED2的坐標分別為(0，a)(0，b)，垂線的位置為(x，y)。

根據幾何知識可以得到：

直線AB的斜率為直線CD的斜率為

所以兩條直線的方程分別為：