[發(fā)明專利]一種全站儀仿真教學(xué)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210100211.7
• 申請(qǐng)日: 2022-01-27
• 公開（公告）號(hào): CN114495622B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張冠宇;李宗春;李叢;張勇;張衡;何華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B9/00
• 分類號(hào): G09B9/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 41119
• 代理人: 王露娟

本發(fā)明涉及距離、角度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種全站儀仿真教學(xué)裝置，包括全站儀機(jī)體和安裝在全站儀機(jī)體上的精瞄視景模塊，全站儀機(jī)體的頂部設(shè)有提手，提手上安裝有用于固定粗瞄視景屏的固定支架，粗瞄視景屏用于顯示PC訓(xùn)練終端傳輸?shù)哪M人眼看到的粗瞄畫面，固定支架上設(shè)有旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)用于使粗瞄視景屏相對(duì)于提手旋轉(zhuǎn)，以使粗瞄視景屏的顯示畫面朝前或者朝后，配合全站儀機(jī)體和精瞄視景模塊的盤左、盤右操作。本發(fā)明不僅可以進(jìn)行精瞄訓(xùn)練，而且還可以模擬粗瞄訓(xùn)練，教學(xué)功能更加強(qiáng)大，彌補(bǔ)了教學(xué)裝置由于設(shè)置在室內(nèi)而無(wú)法使學(xué)生進(jìn)行粗瞄觀察的缺陷，更加貼近真實(shí)的全站儀教學(xué)過(guò)程，能夠提高學(xué)生對(duì)于全站儀的全面掌握訓(xùn)練程度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及距離、角度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于教學(xué)的全站儀仿真裝置。

背景技術(shù)

全站儀是一種集光、機(jī)、電為一體的高技術(shù)測(cè)量?jī)x器，是集水平角、垂直角、距離（斜距、平距）、高差測(cè)量功能于一體的測(cè)繪儀器系統(tǒng)。因其一次安置儀器就可完成該測(cè)站上全部測(cè)量工作，所以稱之為全站儀，目前廣泛用于地上大型建筑和地下隧道施工等精密工程測(cè)量或變形監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。

目前，很多高校相關(guān)專業(yè)開設(shè)有全站儀教學(xué)課程，全站儀的實(shí)踐課教學(xué)環(huán)節(jié)普遍存在一些問(wèn)題：（1）測(cè)量工作需多人協(xié)同作業(yè)，受協(xié)同條件和安全方面的限制，難以開展單人實(shí)操訓(xùn)練；（2）大部分測(cè)量課程的實(shí)習(xí)場(chǎng)地都選用學(xué)生所在校區(qū)的校園內(nèi)，而工程形式多樣，分布廣泛，實(shí)踐教學(xué)時(shí)學(xué)生無(wú)法前往真實(shí)工地開展實(shí)測(cè)；（3）受課程時(shí)長(zhǎng)、天氣限制，難以開展實(shí)時(shí)訓(xùn)練；（4）全站儀屬于高精度儀器設(shè)備，成本高、易損壞，無(wú)法做到人手一臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)；（5）傳統(tǒng)的測(cè)繪實(shí)踐教學(xué)一般集中開展，實(shí)習(xí)時(shí)一名老師對(duì)多名學(xué)生，無(wú)法照顧到每名學(xué)生的訓(xùn)練效果。總的來(lái)說(shuō)，全站儀的傳統(tǒng)教學(xué)模式和教學(xué)手段呈現(xiàn)單一化和落后化，與高速發(fā)展的數(shù)字化時(shí)代脫軌。

對(duì)此，授權(quán)公告號(hào)為CN206339231U的中國(guó)實(shí)用新型專利公開了一種測(cè)繪儀器仿真模型裝置，包括全站儀仿真模型裝置、手機(jī)安裝裝置、操作面板仿真裝置、傳感器信號(hào)采集裝置和服務(wù)器（即PC訓(xùn)練終端），其中全站儀仿真模型裝置包括全站儀仿真模型和角度傳感器，全站儀仿真模型包括全站儀機(jī)體、望遠(yuǎn)鏡、提手、垂直制動(dòng)旋鈕、基座、水平制動(dòng)旋鈕。手機(jī)安裝裝置內(nèi)嵌在望遠(yuǎn)鏡中，手機(jī)（即精瞄視景屏）安裝在望遠(yuǎn)鏡的物鏡前，組成了精瞄視景模塊。使用時(shí)旋轉(zhuǎn)旋鈕，角度傳感器可測(cè)得角度變化信號(hào)，傳感器信號(hào)采集裝置采集信號(hào)，傳輸?shù)絇C訓(xùn)練終端，程序后臺(tái)對(duì)操作信號(hào)進(jìn)行視角轉(zhuǎn)換和測(cè)量數(shù)據(jù)處理，并把虛擬全站儀的目鏡的視角場(chǎng)景數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺緝x仿真模型中的手機(jī)屏幕。

上述測(cè)繪儀器仿真模型裝置實(shí)現(xiàn)了虛擬仿真技術(shù)與工程測(cè)量教學(xué)相結(jié)合，通過(guò)角度傳感器、傳感器信號(hào)采集裝置和PC訓(xùn)練終端的配合，將旋轉(zhuǎn)旋鈕的操作所帶來(lái)的實(shí)際調(diào)節(jié)效果最終顯示在手機(jī)屏幕中，模擬人實(shí)際操作全站儀時(shí)旋轉(zhuǎn)旋鈕之后所能看到的調(diào)節(jié)效果畫面，可在室內(nèi)進(jìn)行仿真教學(xué)，能夠解決上述一系列的技術(shù)問(wèn)題。

但是，上述測(cè)繪儀器仿真模型裝置只能訓(xùn)練學(xué)生對(duì)于精瞄視景模塊的運(yùn)用，而在全站儀的實(shí)物教學(xué)中，在進(jìn)行精瞄操作之前，實(shí)際上是需要先進(jìn)行粗瞄操作，利用實(shí)物全站儀上的粗瞄準(zhǔn)器對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，大致確定瞄準(zhǔn)方向，這個(gè)過(guò)程中由于全站儀布置在戶外，因此操作人員能夠觀察到遠(yuǎn)處的實(shí)物景象。然而在仿真教學(xué)時(shí)，仿真模型裝置是放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，不會(huì)搬運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)，而且被測(cè)目標(biāo)也不存在實(shí)物，都是PC訓(xùn)練終端傳輸給手機(jī)屏幕所顯示的畫面，因此無(wú)法再進(jìn)行粗瞄訓(xùn)練。

但是，若因此就不進(jìn)行粗瞄訓(xùn)練的話，學(xué)生對(duì)于全站儀的全面掌握訓(xùn)練就會(huì)出現(xiàn)折扣，無(wú)法達(dá)到完全完善的教學(xué)目的，也即，現(xiàn)有測(cè)繪儀器仿真模型裝置的功能不完備，無(wú)法實(shí)現(xiàn)更加豐富、更加全面的教學(xué)功能，影響學(xué)生對(duì)于全站儀的全面掌握程度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種不僅能進(jìn)行精瞄訓(xùn)練，而且還能進(jìn)行粗瞄訓(xùn)練，教學(xué)功能更加強(qiáng)大，能夠提高學(xué)生對(duì)于全站儀的全面掌握訓(xùn)練程度的全站儀仿真教學(xué)裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明中的全站儀仿真教學(xué)裝置采用如下技術(shù)方案：