【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及激光追踪，且特别是有关于一种激光自动追踪装置与方法。
技术介绍
1、图1为常见的激光追踪装置的结构示意图。如图1所示，电动旋转台1的半径为r，在电动旋转台1的中心点o处放置激光发射器2，电动旋转台1需要带动激光发射器2，使得其发射的激光线落在接收窗口31的范围内，其中，接收窗口31位于激光接收器或其他可以接收激光的装置上。通常，接收窗口31与电动旋转台1的位置间隔数十米以上，接收窗口31的长度为d，接收窗口31的中心点d0距离电动旋转台1边缘上的p0点的距离为l，接收窗口31的左端点为d1，接收窗口31的右端点为d2。其中，β为接收窗口31的接收范围，β也即线段o-d1与线段o-d2之间的夹角；α为水平入射角度，即激光发射器2发射的激光线5与线段o-d0之间的夹角。通常，距离l远远大于接收窗口31的长度d。假设接收窗口31的长度d为10cm，距离l为20m，电动旋转台1的半径r为10cm，经过计算，接收范围β为0.57°。由此可见，将激光发射器2发射的激光线调整至接收窗口31的接收范围内的精确度要求很高。
2、常用的激光追踪的方法如下：当激光线5在接收窗口31的接收范围之外时，激光接收器不能准确地反馈出激光线的位置和方向；当激光线5在接收范围内或者从接收范围外移到接收范围内时，由于距离l或者水平入射角度α不确定，为了精准定位到接收窗口31的中心点d0，通常是如下的控制逻辑：当激光线5在接收范围外时，控制电动旋转台1向初始固定方向转动，若未移动到接收范围内，则控制电动旋转台1向相反方向转动，直至激光线5移
3、然而，这种方法的缺点是：多次控制电动旋转台1的电机方向或者转速，使得电机找到中心点d0的时间较长，并且这个时间随着距离l的增大而增加。此外，当激光线5在接收范围外时，只能盲目控制电机的转动方向，延长了电机找到中心点d0的时间。
技术实现思路
1、本专利技术旨在提供一种激光自动追踪装置与方法。
2、为达到上述目的，本专利技术技术方案是：
3、一种激光自动追踪装置，包括电动旋转台、激光发射器、全相方位角传感器与激光位置处理传感器，所述激光发射器设置在所述电动旋转台上，所述激光发射器上设置所述全相方位角传感器；所述激光位置处理传感器中设有接收窗口和红外发射光源。
4、在一具体实施例中，上述全相方位角传感器包括反射镜、滤光镜、接收镜和光信号探测器。
5、在一具体实施例中，上述反射镜具有四个反射面。
6、进一步地，上述激光位置处理传感器控制所述红外发射光源发射红外光。
7、本专利技术还提供一种激光自动追踪方法，应用于上述一种激光自动追踪装置，包括，
8、步骤s1，校准水平入射角度；
9、步骤s2，当自动追踪命令触发后，激光位置处理传感器控制红外发射光源发射红外光，全相方位角传感器探测到红外光，根据如下公式计算出激光发射器与激光位置处理传感器之间的水平入射角度α：
10、，
11、其中，p点（x,y）为全相方位角传感器接收到的红外光在光信号探测器上的坐标位置；o1点（xo1,yo1）为光信号探测器中心点的坐标位置；
12、步骤s3，激光发射器获取到水平入射角度α后，控制电动旋转台的电机转动时间t1，当p点在第一象限或者第四象限，控制电动旋转台的电机逆时针转动时间t1；当p点在第二象限或者第三象限，控制电动旋转台的电机顺时针转动时间t1；
13、所述时间t1的表达式如下：
14、，
15、其中，vd为电动旋转台的转速。
16、进一步地，上述步骤s1包括，将全相方位角传感器以水平方向0°，90°，180°，270°分别对准接收窗口的中心点，同时红外发射光源发射红外光，全相方位角传感器通过红外光得到光信号探测器上a、b、c、d四点的坐标位置，通过如下公式计算得到光信号探测器中心点o1的坐标位置（xo1,yo1）：
17、，
18、，
19、其中，a点（xa,ya）为全相方位角传感器以水平方向0°对准接收窗口的中心点时，全相方位角传感器接收到的红外光在光信号探测器上的坐标位置；b点（xb,yb）为全相方位角传感器以水平方向90°对准接收窗口的中心点时，全相方位角传感器接收到的红外光在光信号探测器上的坐标位置；c点（xc,yc）为全相方位角传感器以水平方向180°对准接收窗口的中心点时，全相方位角传感器接收到的红外光在光信号探测器上的坐标位置；d点（xd,yd）为全相方位角传感器以水平方向270°对准接收窗口的中心点时，全相方位角传感器接收到的红外光在光信号探测器上的坐标位置。
20、进一步地，上述电动旋转台的转速vd为
21、，
22、其中，v为电动旋转台的电机的额定转速，n1为电动旋转台内的蜗轮蜗杆减速比，n2为齿轮减速比。
23、进一步地，上述一种激光自动追踪方法，还包括，步骤s4，当激光线移动到接收窗口的接收范围内后，激光位置处理传感器接收到激光发射器发出的激光线，并计算出激光线与接收窗口的中心点的距离偏差dn，通过无线通讯将距离偏差dn传送到激光发射器，激光发射器控制电机转动，直到激光线对准接收窗口的中心点。
24、进一步地，上述步骤s4包括，
25、步骤s41，计算激光线与接收窗口的中心点的距离偏差dn；
26、步骤s42，判断距离偏差dn是否为0，若是，进入步骤s46；若否，进入步骤s43；
27、步骤s43，判断距离偏差dn是否大于0，若是，进入步骤s44；若否，进入步骤s45；
28、步骤s44，电动旋转台的电机顺时针步进转动，返回步骤s41；
29、步骤s45，电动旋转台的电机逆时针步进转动，返回步骤s41；
30、步骤s46，电动旋转台的电机停转。
31、进一步地，上述无线通讯包括蓝牙、wifi、sub-1g。
32、有益效果，本专利技术一种激光自动追踪装置与方法，由于全相方位角传感器可以准确探测到激光位置处理传感器的角度，避免了未知角度和距离情况下电机的多次控制运行，减小了激光线定位到接收窗口的时间，从而减少了激光线定位到接收窗口中心点的时间，大大提高了用户的工作效率。
33、为让专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。
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1.一种激光自动追踪装置，其特征在于，包括电动旋转台、激光发射器、全相方位角传感器与激光位置处理传感器，所述激光发射器设置在所述电动旋转台上，所述激光发射器上设置所述全相方位角传感器；所述激光位置处理传感器中设有接收窗口和红外发射光源；所述全相方位角传感器包括反射镜、滤光镜、接收镜和光信号探测器。
2.如权利要求1所述一种激光自动追踪装置，其特征在于，所述反射镜具有四个反射面。
3.如权利要求1所述一种激光自动追踪装置，其特征在于，所述激光位置处理传感器控制所述红外发射光源发射红外光。
4.一种激光自动追踪方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述一种激光自动追踪装置，包括，
5.如权利要求4所述一种激光自动追踪方法，其特征在于，所述步骤S1包括，将全相方位角传感器以水平方向0°，90°，180°，270°分别对准接收窗口的中心点，同时红外发射光源发射红外光，全相方位角传感器通过红外光得到光信号探测器上A、B、C、D四点的坐标位置，通过如下公式计算得到光信号探测器中心点O1的坐标位置（XO1,YO1）：
6.如权
7.如权利要求4所述一种激光自动追踪方法，其特征在于，还包括，
8.如权利要求7所述一种激光自动追踪方法，其特征在于，所述步骤S4包括，
9.如权利要求7所述一种激光自动追踪方法，其特征在于，所述无线通讯包括蓝牙、WIFI、Sub-1G。
...【技术特征摘要】
1.一种激光自动追踪装置，其特征在于，包括电动旋转台、激光发射器、全相方位角传感器与激光位置处理传感器，所述激光发射器设置在所述电动旋转台上，所述激光发射器上设置所述全相方位角传感器；所述激光位置处理传感器中设有接收窗口和红外发射光源；所述全相方位角传感器包括反射镜、滤光镜、接收镜和光信号探测器。
2.如权利要求1所述一种激光自动追踪装置，其特征在于，所述反射镜具有四个反射面。
3.如权利要求1所述一种激光自动追踪装置，其特征在于，所述激光位置处理传感器控制所述红外发射光源发射红外光。
4.一种激光自动追踪方法，其特征在于，应用于如权利要求1-3任一项所述一种激光自动追踪装置，包括，
5.如权利要求4所述一种激光自动...
【专利技术属性】
技术研发人员：茅文铭，徐小林，吴俊，张瓯，
申请(专利权)人：常州华达科捷光电仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：
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