[發(fā)明專利]激光水平儀自動檢測系統(tǒng)及檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810270383.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN108332708B
• 公開（公告）日: 2023-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳嘉迪;鄭凱
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州瑞地測控技術(shù)有限公司
• 主分類號: G01C1/00
• 分類號: G01C1/00;G01C25/00
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計成

1.一種激光水平儀自動檢測系統(tǒng)，其特征在于，其包括：

垂直檢測工位，所述垂直檢測工位用于放置被測激光水平儀，對垂直激光線進(jìn)行測量，所述垂直檢測工位上設(shè)有五棱鏡，所述五棱鏡能將垂直激光線偏轉(zhuǎn)為水平激光線；

水平檢測工位，所述水平檢測工位用于放置被測激光水平儀，對水平激光線進(jìn)行測量；

光學(xué)準(zhǔn)直儀，所述光學(xué)準(zhǔn)直儀內(nèi)設(shè)有物鏡、分劃板，所述物鏡與所述分劃板位置相對，所述五棱鏡以及所述水平檢測工位上被測激光水平儀的激光線出射點(diǎn)應(yīng)與所述光學(xué)準(zhǔn)直儀的軸線位于同一高度；

攝像頭，所述攝像頭用于采集所述分劃板上的圖像；

計算機(jī)，所述攝像頭與所述計算機(jī)連接，所述計算機(jī)用于對攝像頭采集的圖像進(jìn)行分析、計算，得到激光線出射角度；

所述水平檢測工位上設(shè)有轉(zhuǎn)臺，所述轉(zhuǎn)臺與第一上下位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接；所述五棱鏡與第二上下位置調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光水平儀自動檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述垂直檢測工位、水平檢測工位上均設(shè)有定位銷，與被測激光水平儀底部定位孔配合。

3.一種激光水平儀自動檢測自動檢測方法，其特征在于，其包括如下步驟：

1）高度調(diào)節(jié)：調(diào)整五棱鏡安裝高度，轉(zhuǎn)臺安裝高度，確保五棱鏡出射面中心、放置在水平檢測工位的被測激光水平儀的激光線出射點(diǎn)位置與光學(xué)準(zhǔn)直儀軸線位于同一高度；

2）攝像頭標(biāo)定：根據(jù)攝像頭采集的分劃板圖像，分劃板上有標(biāo)準(zhǔn)刻度，計算機(jī)根據(jù)若干個刻度之間的真實(shí)物理長度以及像素點(diǎn)個數(shù)，計算出單個像素點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)際物理長度，記為k；

3）設(shè)備校準(zhǔn)：將標(biāo)準(zhǔn)激光水平儀放置在水平檢測工位，開啟標(biāo)準(zhǔn)激光水平儀，等到其出射的水平激光線穩(wěn)定后，計算機(jī)會自動將此時的攝像頭采集的分劃板激光圖像的激光中心線像素坐標(biāo)記錄下來作為參考點(diǎn)，記為y₀；

4）水平激光線檢測：將待測激光水平儀放置在水平檢測工位，開啟待測激光水平儀，等到其出射的水平激光線穩(wěn)定后，計算機(jī)會自動將此時的攝像頭采集的分劃板激光圖像的激光中心線像素坐標(biāo)記錄下來，記為y₁，根據(jù)幾何光學(xué)原理，有k|y₁-y₀|?=?f’?tanβ，故水平激光線出射角度β的計算公式為：β?=?arctan[k|y₁-y₀|/f’]，其中，k為單個像素點(diǎn)對應(yīng)的實(shí)際物理長度；f’為光學(xué)準(zhǔn)直儀物鏡焦距，若該出射角度β在閾值范圍內(nèi)，則認(rèn)為被測激光水平儀出射的水平激光線合格；

5）垂直激光線檢測：將待測激光水平儀放置在垂直檢測工位，開啟待測激光水平儀，等到其出射的垂直激光線穩(wěn)定后，測得垂直激光線經(jīng)過五棱鏡折射的激光線與水平面的偏角，根據(jù)五棱鏡的折射原理，該偏角即垂直激光線的出射角度，依照步驟4）中的計算方法，若該出射角度在閾值范圍內(nèi)，則認(rèn)為被測激光水平儀出射的垂直激光線合格；

在步驟4）中需進(jìn)行水平激光線分段檢測，在進(jìn)行水平激光線分段檢測時，選用3個角度，先將轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)到激光水平儀正對光學(xué)準(zhǔn)直儀的位置，按照步驟4）測得該位置下激光水平儀出射水平激光線的角度；再將轉(zhuǎn)臺順時針旋轉(zhuǎn)到45°位置，測得該位置下激光水平儀出射水平激光線的角度；最后將轉(zhuǎn)臺逆時針旋轉(zhuǎn)到-45°位置，測得該位置下激光水平儀出射水平激光線的角度；綜合比較三個位置得到的角度，若三個角度都在規(guī)定閾值范圍內(nèi)，且三個角度的角度差在規(guī)定閾值范圍內(nèi)，則認(rèn)為被測激光水平儀出射的水平激光線合格。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的激光水平儀自動檢測自動檢測方法，其特征在于：計算機(jī)在計算中心像素位置時首先需要判斷激光的有效寬度，去除無效的噪點(diǎn)，再對圖像進(jìn)行二值化，根據(jù)算法擬合出激光線像素點(diǎn)的有效矩形區(qū)域，從而得到激光線的中心線像素坐標(biāo)。