一种多功能双目激光检测系统技术方案

本发明专利技术提出了一种多功能双目激光检测系统，设于激光检测仪器内部，包括控制器和与所述控制器相连的至少两个激光传感器、角度传感器和电源模块；所述激光传感器用于测量激光发射点至在空间中投射点的距离；所述角度传感器用于测量两个激光传感器所发射光束之间的夹角；所述电源模块用于为控制器、激光传感器和角度传感器提供电能；所述控制器用于根据两个激光发射点至在空间中投射点的距离，以及两个激光传感器所发射光束之间的夹角，获得空间中任意两投射点之间的距离。本发明专利技术提供了一种成本低、精度高，能够方便测量空间中任意两点之间距离并集成垂直度与相邻两面夹角检测功能的检测系统。的检测系统。的检测系统。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能双目激光检测系统


[0001]本专利技术涉及激光检测
，具体而言，涉及一种多功能双目激光检测系统。

技术介绍

[0002]长度计量是常规计量项目中最基本的项目之一，也是日常生活和工业生产中最常遇的被测项目之一。长度计量和国民经济的发展有着十分密切的关系，尤其在智能建造、先进制造和国防科技工业中被广泛应用，在计量测试机构中有着重要的地位。
[0003]随着科学技术的发展，特别是集成电路、信号处理技术、半导体芯片等领域的集成融合，利用激光检测技术进行长度计量已成为常态，激光检测仪应运而生。使用传统的尺量检测不仅费时费力，而且由于尺子长度的限制，在进行长距离检测时有可能因为分段测量的累加而导致数据失真，激光检测仪则突破了传统尺量的限制，在各方面发挥着它独有的优势。随着人们对激光检测仪的开发及优化，激光检测仪的使用范围已越来越广，尤其在地形勘测、交通定位、汽车安全距离检测、机械工业以及建筑施工等领域发挥着重要的作用。
[0004]经调研分析，现有市场上的激光检测仪虽然具有体积小、成本低、检测快和精度高等优点，但是它们在测量时，需要依靠一个固定点，并将激光投射至物体上，得到的距离是激光源到该物体的距离，属于平面内的检测，无法突破空间带来的限制，若是遇到悬空的物体，如测量悬挂在半空中的两盏灯之间的距离、测量一扇窗户的尺寸、测量堆场中预制构件的长度及宽度时则无法使用。另外，市场上也存在一些检测仪器，如全站仪，能够对空间中任意两点之间的距离进行测量，但是这些仪器均由摄像系统组成，系统运算量非常大，对计算单元的性能要求非常高，使得这类仪器的集成化、小型化和便携化的难度较大，同时仪器的成本很高。
[0005]因此，提供一种能够方便测量空间中任意两点之间距离的仪器，同时该仪器还具有成本低、精度高和功能集成等优点是现有技术需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]鉴于上述问题，本专利技术提供了一种成本低、精度高，能够方便测量空间中任意两点之间距离并集成垂直度与相邻两面夹角检测功能的检测系统。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种多功能双目激光检测系统，设于激光检测仪器内部，包括控制器和与所述控制器相连的至少两个激光传感器、角度传感器和电源模块；所述激光传感器用于测量激光发射点至在空间中投射点的距离；所述角度传感器用于测量两个激光传感器所发射光束之间的夹角；所述电源模块用于为控制器、激光传感器和角度传感器提供电能；所述控制器用于根据两个激光发射点至在空间中投射点的距离，以及两个激光传感器所发射光束之间的夹角，获得空间中任意两投射点之间的距离。
[0008]作为优选方案，所述空间中任意两投射点之间的距离计算公式如下：
[0009][0010]上式中，l
a
为两发射光束的交点到投射点a的距离，l
b
为两发射光束的交点到投射点b的距离，α为两发射光束之间的夹角。
[0011]作为优选方案，所述控制器的最小系统包括芯片U8、及与其连接的时钟电路、复位电路、SWD调试编程接口、BOOT设置模块和滤波电路，所述时钟电路包括8MHZ高速外部时钟和32.768kHZ低速外部时钟，用于产生时钟信号驱动芯片U8，所述复位电路用于使芯片U8恢复到起始状态，所述SWD调试编程接口用于连接测试工具对芯片U8进行测试，所述BOOT设置模块用于设置BOOT引脚为高电平或低电平，以决定执行程序的起始区域，所述滤波电路由多个钽电容和瓷电容并联连接，其用于过滤杂波信号。
[0012]作为优选方案，所述电源模块包括供电切换电路，所述供电切换电路包括二级管D7、电阻R37和MOS管Q6，所述二级管D7的正极、电阻R37一端部和MOS管Q6的G极均与USB电源的Vusb端相连，所述二级管D7的负极接芯片U8的VCC引脚，所述电阻R37另一端部接地，所述MOS管Q6的D极与电池接口的第二端相连，且所述电池接口的第一端接地，所述MOS管Q6的S极接芯片U8的VCC引脚。
[0013]作为优选方案，所述电源模块还包括充电检测电路，所述充电检测电路包括芯片U9、电容C52、电阻R28、电阻R26、电阻R25、二极管D4、电阻R27、电阻R30和MOS管Q5，所述芯片U9的VCC引脚与USB电源的Vusb端相连，且所述USB电源的Vusb端串联电容C52后接地，所述芯片U9的GND引脚接地，且其PROG引脚串联电阻R28后接地，所述芯片U9的CHRG引脚与芯片U8的PA4引脚相连，且两者之间并联连接有电阻R26、电阻R25和二极管D4，所述芯片U9的BAT引脚分别与电池的Vbat引脚和电阻R27一端相连，所述电阻R27另一端与电阻R30和MOS管Q5串联连接，且在所述电阻R27和电阻R30之间连接有低通滤波电路，所述MOS管Q5的G极与芯片U8的PA1引脚相连，且其S极接地。
[0014]作为优选方案，所述电源模块还包括5V稳压输出电路和3.3V稳压输出电路，所述5V稳压输出电路包括芯片U11、电感L2、电容C57、电容C58、电容C59和电容C60，所述芯片U11的LX引脚通过电感L2与芯片U8的VCC引脚相连，且其VBAT引脚与芯片U8的VCC引脚相连，所述电容C59和电容C60并联连接后一端与芯片U8的VCC引脚相连，另一端接地，所述电容C57和电容C58并联连接后一端与芯片U11的VOUT引脚相连，另一端接地，所述芯片U11的GND引脚接地；所述3.3V稳压输出电路包括芯片U10、电容C53、电容C54、电容C55和电容C56，所述电容C53和电容C54一端与芯片U10的IN引脚相连，另一端接地，所述电容C55和电容C56一端与芯片U10的OUT引脚相连，另一端接地，所述芯片U10的GND引脚接地。
[0015]作为优选方案，还包括与所述控制器相连的垂直度模块，所述垂直度模块用于测量激光检测仪器在水平和垂直方向上的倾角。
[0016]作为优选方案，所述角度传感器还用于测量物体相邻两面夹角。
[0017]作为优选方案，还包括与所述控制器相连的蓝牙模块，键盘模块和显示模块，所述蓝牙模块用于通过蓝牙无线通信协议将数据传输给其它的设备，所述键盘模块用于实现系统的开关机、工作模式的选择、工作方式的选择以及单次测量的控制，所述显示模块用于显示系统的控制信息和测量数据。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过激光传感器测量激光发射点至在
空间中投射点的距离，通过角度传感器测量两个激光传感器所发射光束之间的夹角，实现了非接触的方式测量空间中任意两点之间的距离，测量范围广、准确度高。采用32位处理器、测量误差为1mm的激光测量传感器和输出为15位数字量的角度传感器等元器件的使用保证了本系统各个物理量测量的高精度以及使用稳定性。电源模块由供电切换电路、充电检测电路、5V稳压输出电路和3.3V稳压输出电路组成，实现了USB电源和电池双供电，充电安全，可靠性高。采用蓝牙的方式传输数据至手机、电脑等设备，除了具有低功耗、实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能双目激光检测系统，设于激光检测仪器内部，其特征在于，包括控制器和与所述控制器相连的至少两个激光传感器、角度传感器和电源模块；所述激光传感器用于测量激光发射点至在空间中投射点的距离；所述角度传感器用于测量两个激光传感器所发射光束之间的夹角；所述电源模块用于为控制器、激光传感器和角度传感器提供电能；所述控制器用于根据两个激光发射点至在空间中投射点的距离，以及两个激光传感器所发射光束之间的夹角，获得空间中任意两投射点之间的距离。2.根据权利要求1所述的多功能双目激光检测系统，其特征在于，所述空间中任意两投射点之间的距离计算公式如下：上式中，l
a
为两发射光束的交点到投射点a的距离，l
b
为两发射光束的交点到投射点b的距离，α为两发射光束之间的夹角。3.根据权利要求1所述的多功能双目激光检测系统，其特征在于，所述控制器的最小系统包括芯片U8、及与其连接的时钟电路、复位电路、SWD调试编程接口、BOOT设置模块和滤波电路，所述时钟电路包括8MHZ高速外部时钟和32.768kHZ低速外部时钟，用于产生时钟信号驱动芯片U8，所述复位电路用于使芯片U8恢复到起始状态，所述SWD调试编程接口用于连接测试工具对芯片U8进行测试，所述BOOT设置模块用于设置BOOT引脚为高电平或低电平，以决定执行程序的起始区域，所述滤波电路由多个钽电容和瓷电容并联连接，其用于过滤杂波信号。4.根据权利要求1所述的多功能双目激光检测系统，其特征在于，所述电源模块包括供电切换电路，所述供电切换电路包括二级管D7、电阻R37和MOS管Q6，所述二级管D7的正极、电阻R37一端部和MOS管Q6的G极均与USB电源的Vusb端相连，所述二级管D7的负极接芯片U8的VCC引脚，所述电阻R37另一端部接地，所述MOS管Q6的D极与电池接口的第二端相连，且所述电池接口的第一端接地，所述MOS管Q6的S极接芯片U8的VCC引脚。5.根据权利要求4所述的多功能双目激光检测系统，其特征在于，所述电源模块还包括充电检测电路，所述充电检测电路包括芯片U9、电容C52、电阻R28、电阻R26、电阻R25、二极管D4、电阻R27、电阻R30和MOS管Q5，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：程志军，任超洋，汪石农，董惟群，
申请(专利权)人：龙信建设集团有限公司，
类型：发明
国别省市：