阅读说明：本技术 一种建筑业地面、墙面激光测平仪 (Laser leveling instrument for ground and wall surfaces in building industry ) 是由 孙宗正 于 2020-05-27 设计创作，主要内容包括：本发明公布了一种建筑业地面、墙面激光测平仪,涉及建筑业地面、墙面和路面平整度检测领域。所述建筑业地面、墙面激光测平仪,包括固定支架、微调水平底座、激光束散布装置、激光测距装置、数据处理模块、上位机。所述上位机控制激光束散布装置将扫描激光束由点到面均匀散布在被测平面上,得到测量原点到各检测点的距离。根据所测得的各检测点距离和激光束的仰角/俯角、方位角,数据处理模块通过三角函数运算得到各检测点相对于测量原点的垂直位移和水平位移,进而得到待测平面上各点的空间坐标,并由上位机转化为可视化图像。(The invention discloses a laser leveling instrument for the ground and the wall surface of the building industry, and relates to the field of flatness detection of the ground, the wall surface and the road surface of the building industry. The laser planometer for the ground and the wall in the building industry comprises a fixed support, a fine-tuning horizontal base, a laser beam distribution device, a laser ranging device, a data processing module and an upper computer. And the upper computer controls the laser beam scattering device to uniformly scatter the scanning laser beams on the measured plane from point to surface to obtain the distance from the measurement origin to each detection point. According to the measured distance between each detection point and the elevation angle/depression angle and azimuth angle of the laser beam, the data processing module obtains the vertical displacement and the horizontal displacement of each detection point relative to the measurement origin through trigonometric function operation, further obtains the space coordinates of each point on the plane to be measured, and converts the space coordinates into a visual image through an upper computer.)

一种建筑业地面、墙面激光测平仪

技术领域

本发明涉及建筑业地面、墙面平整度检测领域。

背景技术

在建筑业中装修房屋、铺设道路都必须对建筑物的原始地面、墙面和路面平整度进行评估，并通过专业手段使其平整度达到一定的标准，否则会出现铺设物的拱翘、空鼓、脱落。在完成地面、墙面、路面的施工作业后还需要对其平整度进行检测验收。目前国内地面、墙面、路面平整度的测量主要还是依赖靠尺等手段，这些传统手段大多有测量速度慢、精度低并且需要接触被测对象从而对被测对象造成污染甚至毁损。随着激光技术的进步，在过去数年也开发了多种多样的激光地面、墙面和路面平整度检测仪器，并正在开发以激光测距仪为主的非接触式平整度检测设备，可以高速的检测地面、墙面和路面平整度状况。但这些设备仍需要装载到能够移动的载具或者覆盖整个检测平面的支架上使用，这就增加了检测的成本和效率并不可避免的发生载具、支架与被检测面的接触。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种基于激光测距装置的非接触式地面、墙面平整度检测仪。可以实现在一个固定点完成待测平面平整度的非接触式检测。本发明的技术方案是这样实现的：一种建筑业地面、墙面激光测平仪，包括三角支架、微调水平底座、激光束散布装置、激光测距装置、数据处理模块、上位机。所述三角支架高度可调。所述三角支架上方与所述微调水平底座相连接。所述微调水平底座安装有水平泡或二轴倾角仪，并安装有微调机构，测量作业时通过微调机构将所述微调水平底座调至水平状态。所述激光测距装置和所述激光束散布装置安置于所述微调水平底座上。所述上位机包含控制所述激光散布装置的程序和反向控制模块。

所述建筑业地面、墙面激光测平仪工作时，首先人工在所述上位机定义空间某一点为测量原点。所述上位机生成一系列所述激光测距装置出射激光束的空间坐标，即仰角/俯角α和方位角β，并控制所述激光束散布装置依据上述坐标将扫描激光束由点到面均匀散布在被测平面上。所述激光测距装置测得测量原点到各检测点的距离E。所得到的E和入射激光束的空间坐标即仰角/俯角α和方位角β构成对应的一组数据。所述激光测距装置将测得的距离E、仰角/俯角α和方位角β传输入所述数据处理模块。所述数据处理模块通过三角函数运算得到各检测点相对于测量原点的垂直位移H和水平位移L，进而得到待测平面上各点的空间坐标P(H，L，β)。所述数据处理模块的计算方法包括：检测点相对于测量原点的垂直位移、检测点相对于测量原点的水平位移、所述激光测距模块测得的测量原点到检测点的距离、旋转机构的旋转臂和激光测距装置出射激光束的仰角/俯角和方位角构成数个直角三角形，通过三角函数运算可得检测点相对于测量原点的垂直位移和检测点相对于测量原点的水平位移。所述数据处理模块将运算所得各检测点的空间坐标P(H，L，β)传输到所述上位机，并转化为可视化图像。

所述上位机包括反向控制模块。当所述可视化图像上一点在上位机上被选择确认时，所述反向控制模块利用被选择点的空间坐标P(H，L，β)生成所述激光测距仪出射激光束的空间坐标，即仰角/俯角α和方位角β反向控制所述激光测距装置发射激光束照射相应的检测平面的检测点。有助于快速找到待测平面不平整的点，便于处理。

所述激光束散布装置用于将所述激光测距装置发射的激光束由点到面均匀散布在待测平面上。所述激光束散布装置为机械旋转、光学反射/折射镜、闪光(Flash)技术、光学相控阵技术之一或组合。激光束散布装置可以采用二轴及以上旋转云台、机械关节达到均匀散布激光束的目的。还可以采用微镜系统，利用机械驱动反光镜或折射镜改变激光的行进路径。OPA(optical phased array)光学相控阵技术主要是采用多个光源组成阵列，通过控制各光源发光时间差，合成具有特定方向的主光束。然后再加以控制主光束便可以实现对不同方向的扫描。闪光(Flash)的原理是快闪，其在短时间直接发射出一大片覆盖探测区域的激光，再以高度灵敏的接收器，来完成测绘。

附图说明

下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明建筑业地面、墙面激光测平仪的结构框图

图2为本发明建筑业地面、墙面激光测平仪的运算示意图

图中数字和字母所表示的相应部件名称：

1-三角支架；2-微调水平底座；3-旋转云台；4-激光测距装置；5-激光束；6-反光镜；α-激光束仰角/俯角；E-测量原点到各检测点的距离；L-各检测点相对于测量原点的水平位移；H-各检测点相对于测量原点的垂直位移

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。发明实施例提出了一种建筑业地面、墙面激光测平仪及检测方法。

该地面、墙面激光测平仪最下端为合金三角支架1，三角支架1上固定一微调水平底座2。所述微调水平底座2安装有二轴倾角仪，并安装有微调机构，测量作业时需通过微调机构将所述微调水平底座2调至水平状态。微调水平底座2上方安置一个旋转云台3，该旋转云台3可在水平面上做360°旋转运动。旋转云台3上安置一台激光测距仪4。激光测距仪4上方安置一个带有反光镜6的旋转支架。所述测距仪发射的激光束5可为旋转架上的反光镜6反射。该激光测距仪、旋转云台舵机、旋转支架舵机都连接一台可编程控制器(PLC)。PLC与笔记本电脑通讯连接。

测量作业开始时，首先定义空间某一点为测量原点。本例选取旋转架上反光镜6的圆心作为测量原点。将测平仪安置于待测平面附近。由于激光测距仪4的测量距离可达10米以上，所以测平仪可与待测平面保持0.5-10米的距离。调整三角支架1高度并固定，使测量原点与待测平面距离固定。通过微调机构将微调水平底座2调至水平状态。笔记本电脑生成一系列所述激光测距仪4出射激光束的三维坐标，即仰角/俯角α和方位角β。并通过PLC控制旋转云台3在水平面和旋转反光镜6在矢状面转动，二者带动激光测距仪4发射的激光束5由测量原点到待测平面均匀散布。所述激光测距仪4测得测量原点到各检测点的距离E。所得到的E和各入射激光束的空间坐标即仰角/俯角α和方位角β形成对应的关系。激光测距仪4将测得的距离E和仰角/俯角α和方位角β输入PLC。PLC通过三角函数运算得到检测点相对于测量原点的垂直位移H和水平位移L，其运算公式：H＝E×sinα；L＝E×cosα。PLC将运算所得各检测点的空间坐标P(H，L，β)传输到笔记本电脑并生成EXCEL电子表格，并进一步转化为色阶图像、三维柱状图、等高线图或地势图。笔记本电脑包括反向控制模块。当所述可视化图像上一点在笔记本电脑上被选择确认时，所述反向控制模块利用点的空间坐标P(H，L，β)生成激光测距仪出射激光束的空间坐标，即仰角/俯角α和方位角β反向控制所述激光测距装置发射激光束照射相应的检测平面的检测点。可以快速找到待测平面不平整的点，便于处理。