[發明專利]基于激光雷達的傾斜度測量方法

在審

• 申請號: 201910057998.1
• 申請日: 2019-01-22
• 公開（公告）號: CN109668543A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 房紅兵;沙云容;高恩浩;陳金旭;張鵬
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G01C9/00
• 分類號: G01C9/00;G01S17/88
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

本發明提出了一種基于激光雷達的傾斜度測量方法，首先，將激光雷達正對待測量平面設置，激光雷達沿水平方向測量待測量平面獲取激光雷達極坐標系下的角度信息θ₀，以激光雷達為極點、水平方向為極軸重新構建極坐標系W；然后，改變激光雷達的照射角度，使激光雷達沿垂直方向旋轉掃描獲取待測量平面在此垂直方向上的點的激光雷達極坐標系下極坐標，獲得對應極坐標系W下的極坐標(ρ_i,β_i)；最后，將極坐標W下的點轉換為直角坐標并將各直角坐標下的點連接成線，該線的斜率即為墻面傾斜度。本發明通過連線的斜率求出墻面傾斜度，計算更加精確，同時，設備簡單，對環境要求不高。

技術領域

本發明屬于計量檢測技術領域，具體為一種基于激光雷達的傾斜度測量方法。

背景技術

建筑工程項目是一個系統化復雜的施工過程，是從設計到施工和管理的一個系統化施工流程和施工管理模式，是一項涉及到多個學科和因素的過程，在施工中針對各個施工環節進行綜合控制是確保施工管理和制度合理有效利用的基礎。然而隨著目前各種自然因素的影響，建筑物結構穩定性與安全也受到嚴重考驗，因此對建筑物墻體傾斜度進行測量對于保障建筑結構整體性與建筑安全有著重要作用與意義。

全站儀也被稱之為全站型電子速測儀，這種測量措施與測量方法是在傳統的測量中人們已經提到過速測法的應用環節，主要是從儀器站同時測定某一點的平面位置和高層的施工應用方法，在有些時候，這種測試措施與方法也被稱之為速測術、速測法。而速測儀則是這種測量方式中不可缺少的一部分，是根據速測法原理而設計的一種新型的測量模式和測量設備。最初的建筑傾斜度測量過程中常用的速測儀的距離是通過光學方法來實現的，我們也稱之為光學速測儀，這種速測方式是通過帶有視距絲的經緯儀以及相關需要測定的平面位置為基礎記性確定，然后再根據高層和三角測量方法來進行深入總結和分析的過程。這種傾斜度測量的方法比較復雜，而且測量起來也稍顯麻煩，精度也不高。

現在，激光三角法也被應用到傾斜度測量中。通過激光測距和墻面的高度差來求得墻面的傾斜度。可這種方法對于距離稍遠的墻體來說就存在著標定的問題。對于遠距離的標定，方法會復雜些，對于整個傾斜度測量的耗時會比較久。對于一些需要快速得到傾斜度的應用場景，這些方法都稍顯麻煩。

發明內容

本發明的目的在于提出了一種基于激光雷達的傾斜度測量方法。

實現本發明的技術解決方案為：一種基于激光雷達的傾斜度測量方法，具體步驟為：

步驟1、將激光雷達正對待測量平面設置，激光雷達沿水平方向測量待測量平面獲取激光雷達極坐標系下的角度信息θ₀，以激光雷達為極點、水平方向為極軸重新構建極坐標系W，構建的極坐標系W下的角度坐標與激光雷達極坐標系下的角度坐標之間的關系為β＝θ-θ₀；

步驟2、改變激光雷達的照射角度，使激光雷達沿垂直方向旋轉掃描獲取待測量平面在此垂直方向上的點的激光雷達極坐標系下極坐標(ρ_i，θ_i)，獲得對應極坐標系W下的極坐標(ρ_i,β_i)，其中β_i＝θ_i-θ₀；

步驟3、將極坐標W下的點轉換為直角坐標并將各直角坐標下的點連接成線，該線的斜率即為墻面傾斜度。

優選地，將極坐標變化為直角坐標的公式為：

x_i＝ρ_i*cosβ_i

y_i＝ρ_i*sinβ_i

式中，ρ_i為激光雷達到待測量平面被測點的距離。