[發明專利]水平度測量系統及水平度測量方法

有效

• 申請號: 201711484685.1
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109990761B
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 楊煒達;呂小明;蔣蜀發;吳國華
• 申請（專利權）人: 富泰華工業（深圳）有限公司;鴻海精密工業股份有限公司
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00
• 代理公司: 深圳市賽恩倍吉知識產權代理有限公司 44334
• 代理人: 劉永輝;李艷霞

1.一種水平度測量方法，應用于一水平度測量裝置中，所述水平度測量裝置包括輔助軌道、測距單元以及角度測量單元，所述測距單元以及所述角度測量單元均安裝在所述輔助軌道上，其特征在于，該水平度測量方法包括：

以被測面為基準面，在空間中建立三維空間坐標系X-Y-Z，使所述被測面落于X軸與Y軸所確定的平面上并以所述輔助軌道所在平面作為參考平面；

控制所述測距單元沿輔助軌道運動，從而控制所述測距單元測量出輔助軌道與所述被測面在X、Y方向的高度變化，得到相應的(X，Z)及(Y，Z)數據；

通過線性擬合方法處理測得的數據，得到兩個直線函數，所述兩個直線函數的方程如下：

其中，a₁、a₂、b₁、b₂、c₁及c₂均為常數；

根據得到的兩個直線方程求取所述參考平面的平面方程，經由所述平面方程求取平面法向量；

計算法向量得到被測面和參考平面的夾角β；

控制所述角度測量單元測得所述參考平面與絕對水平面的之間的夾角γ；以及

利用絕對水平面、被測面以及參考平面之間的關系計算被測面與所述絕對水平面之間夾角α，α＝γ-β，從而得到所述被測面的水平度。

2.如權利要求1所述的水平度測量方法，其特征在于，還包括：

控制一顯示器顯示所述被測面的水平度。

3.如權利要求1所述的水平度測量方法，其特征在于，所述角度測量單元為陀螺儀芯片。

4.如權利要求1所述的水平度測量方法，其特征在于，所述輔助軌道為L型輔助軌道，所述參考平面的空間平面方程為：

AX+BY+CZ+D＝0，其中，A、B、C、D為常數。

5.如權利要求4所述的水平度測量方法，其特征在于，所述輔助軌道所在所述參考平面的平面法向量為：

6.一種水平度測量系統，應用于一水平度測量裝置中，所述水平度測量裝置包括輔助軌道、測距單元以及角度測量單元，所述測距單元以及所述角度測量單元均安裝在所述輔助軌道上，該水平度測量系統包括：

坐標系建立模塊，以被測面為基準面，在空間中建立三維空間坐標系X-Y-Z，使所述被測面落于X軸與Y軸所確定的平面上并以所述輔助軌道所在平面作為參考平面；

測距控制模塊，控制所述測距單元沿輔助軌道運動，從而控制所述測距單元測量出輔助軌道與所述被測面在X、Y方向的高度變化，得到相應的(X，Z)及(Y，Z)數據；

數據擬合模塊，通過線性擬合方法處理測得的數據，得到兩個直線函數，所述兩個直線函數的方程如下：

其中，a₁、a2、b₁、b₂、c₁及c₂均為常數；

平面方程計算模塊，根據得到的兩個直線方程求取所述參考平面的平面方程，經由所述平面方程求取平面法向量；

第一夾角計算模塊，計算法向量得到被測面和參考平面的夾角β；

角度測量控制模塊，控制所述角度測量單元測得所述參考平面與絕對水平面的之間的夾角γ；以及

第二夾角計算模塊，利用絕對水平面、被測面以及參考平面之間的關系計算被測面與所述絕對水平面之間夾角α，α＝γ-β，從而得到所述被測面的水平度。

7.如權利要求6所述的水平度測量系統，其特征在于，所述水平度測量系統還包括一顯示控制模塊，用于控制一顯示器顯示測得的被測面的水平度。

8.如權利要求6所述的水平度測量系統，其特征在于，所述參考平面的空間平面方程為：

AX+BY+CZ+D＝0，其中，A、B、C、D為常數。

9.如權利要求8所述的水平度測量系統，其特征在于，所述輔助軌道所在所述參考平面的平面法向量為：

10.如權利要求9所述的水平度測量系統，其特征在于，被測面的法向量為：夾角β根據下列算式計算得出: