[發(fā)明專利]基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置及方法

在審

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• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113188466A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳明;劉鵬;邱談天;馮玉蓉;周麗
• 申請（專利權(quán)）人: 河北省藥品醫(yī)療器械檢驗(yàn)研究院（河北省化妝品檢驗(yàn)研究中心）;中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24;G01S17/08
• 代理公司: 石家莊君聯(lián)專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 13125
• 代理人: 李安君

本發(fā)明屬于信息測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置及方法，包括：感光模塊、轉(zhuǎn)動模塊、激光測距模塊、顯示模塊及中央控制模塊，軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真，所述軟件設(shè)計(jì)及系統(tǒng)仿真包括激光測距程序、光強(qiáng)測量程序、轉(zhuǎn)動部分程序、中央控制程序及Proteus仿真系統(tǒng)，利用激光測距技術(shù)、光電傳感技術(shù)、轉(zhuǎn)動設(shè)備等得出一款測量精度高、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的狹小空間三維信息測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)空間的長度、面積、體積、光強(qiáng)度的實(shí)時(shí)精準(zhǔn)測量，便于推廣使用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信息測量技術(shù)領(lǐng)域，具體為基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置及方法。

背景技術(shù)

測量技術(shù)在工業(yè)和生活中都占著舉足輕重的地位，隨著社會的進(jìn)步科技的發(fā)展，測量方法從最開始的接觸式測量，如米尺、卷尺、卡尺等，發(fā)展到現(xiàn)在非接觸式測量，如超聲波測距、紅外測距、激光測距等，激光測距因其抗干擾能力強(qiáng)、測量精度高、探測距離遠(yuǎn)等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前熱門的研究領(lǐng)域。

目前市面上使用比較廣的手持式激光測距儀由于人為等因素測量誤差很大，且測量內(nèi)容單一，大大限制其使用范圍，針對此問題，我們提出了基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置。

發(fā)明內(nèi)容

(一)發(fā)明目的

為解決背景技術(shù)中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置，具有測量精度高、適用范圍廣、經(jīng)濟(jì)性強(qiáng)的特點(diǎn)。

(二)技術(shù)方案

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置，包括：

感光模塊，所述感光模塊包括LDR傳感器和LM393，用于感知周圍環(huán)境的光強(qiáng)并將光信號轉(zhuǎn)化成電信號；

轉(zhuǎn)動模塊，所述轉(zhuǎn)動模塊包括3個(gè)舵機(jī)，相互配合，用于驅(qū)動整個(gè)裝置三維轉(zhuǎn)動；

激光測距模塊，所述激光測距模塊由TOF10120測距傳感器組成；

顯示模塊，所述顯示模塊用于對系統(tǒng)信息進(jìn)行展示；

中央控制模塊，所述中央控制模塊負(fù)責(zé)對輸入指令的判斷，并根據(jù)判斷結(jié)果，將指令傳達(dá)給并各個(gè)模塊，同時(shí)接收各個(gè)模塊回傳的指令，并對此進(jìn)行整合，最后把待測信息傳送給顯示模塊。

優(yōu)選的，所述舵機(jī)通過輸出端的電位器檢測轉(zhuǎn)動角度，實(shí)現(xiàn)角度轉(zhuǎn)動控制，且每個(gè)舵機(jī)的旋轉(zhuǎn)范圍為0°-180°。

優(yōu)選的，所述LDR傳感器輸出的模擬電壓通過LM393后，直接與中央控制模塊的AD0端口連接，將模擬信號轉(zhuǎn)成數(shù)字信號。

優(yōu)選的，所述中央控制模塊以Arduino uno R3作為開發(fā)平臺，得出Arduino unoR3中央控制程序，完成對全部硬件的控制。

優(yōu)選的，所述顯示模塊采用LM016L液晶模塊，LM016L液晶模塊采用HD44780控制器，可實(shí)現(xiàn)字符移動及閃爍功能。

一種基于Arduino的狹小空間三維信息測量裝置測量垂直距離的方法，包括如下步驟：

a.把激光測距模塊大致對準(zhǔn)墻面；

b.中央控制模塊控制舵機(jī)驅(qū)動激光測距模塊后向左偏轉(zhuǎn)一個(gè)小于90°的角度；

c.中央控制模塊驅(qū)動激光測距模塊測量目前角度下距墻面的距離l₁；

d.中央控制模塊控制舵機(jī)驅(qū)動激光測距模塊后向右偏轉(zhuǎn)90°，并測量目前角度下距墻面的距離l₂；

e.用l₁、l₂和轉(zhuǎn)動角度90°，通過正余弦定理得出距離墻面的水平垂直距離。