[发明专利]一种基准光束可非线性跨障碍传递的大型结构空间形变测量装置及方法

说明书

本发明涉及一种基准光束可非线性跨障碍传递的大型结构空间形变测量装置及方法，包括空间基准发射单元与空间位姿测量单元，二者采用分体式结构设计，增加了装置的柔性，同时具有较强的基于串联式结构的扩展性，空间基准发射单元采用十字线结构光作为基准光束，提供空间位姿测量基准，空间位姿测量单元可以测量相对于基准光束的空间形变；空间基准发射单元与空间位姿测量单元配合使用实现测量基准传递，可以用于测量基准与测量端由于障碍物遮挡不通视情况下的大型结构空间形变测量；图像传感器与图像接收屏位置固定，避免了传统的基于摄影测量的空间形变测量技术中系统测量精度随测量距离降低的问题。

技术领域

本发明属于基于激光与机器视觉的空间形变测量技术领域，具体涉及一种基准光束可非线性跨障碍传递的大型结构空间形变测量装置与方法。

背景技术

基于激光与机器视觉的空间形变测量技术，广泛应用于大型结构空间形变测量及大型结构健康监测等场合。

目前，常用的空间形变测量设备有激光跟踪仪、全站仪、单目或双目摄影测量仪等测量设备。激光跟踪仪、全站仪等设备价格高昂、测量速度较低；单目或双目摄影测量仪，测量精度随测程增加而降低，无法实现大尺寸空间高精度测量；且激光跟踪仪、全站仪、单目或双目摄影测量仪的测量光路均易受障碍物影响，无法在测量基准与测量点不通视情况下实现跨障碍测量。

因而，大型结构空间形变测量及大型结构健康监测领域，急需一种价格普惠、测量精度高、且测量基准光束可非线性跨障碍传递的大型空间结构形变测量装置。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基准光束可非线性跨障碍传递的大型空间结构形变测量装置，用于大型结构空间形变测量及大型结构健康监测。

本发明解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：

一种基准光束可非线性跨障碍传递的大型结构空间形变测量装置，其特征在于：包括空间基准发射单元及空间位姿测量单元，

所述空间基准发射单元包括安装基座、十字线激光发生器、激光测距仪、定位基准台、V型定位台及透光窗口，所述安装基座上固定安装所述激光测距仪及V型定位槽，所述定位基准台包括两个互相平行且与所述的安装基准面垂直的定位端面，所述激光测距仪的一条棱与所述的一个定位端面接触安装，所述V型定位槽上定位安装所述十字线激光发生器，所述的V型定位槽的一个面与所述的定位端面接触安装，所述安装基座的前端设置有透光窗口；

所述空间位姿测量单元包括安装基座、激光分光镜、平面反射镜A、平面反射镜B、平面反射镜C、激光接收屏A、激光接收屏B、图像传感器A及图像传感器B，所述安装基座内设置有若干定位棱作为定位端面，所述激光分光镜与所述定位棱呈45°布置，所述平面反射镜A设置于所述激光分光镜后端并与定位棱呈45°布置，所述平面反射镜B与所述平面反射镜A平行设置并与所述定位棱呈45°布置，所述平面反射镜C与所述平面反射镜B垂直并与所述定位棱呈45°布置，所述设置于安装基座上的激光接收屏A与激光接收屏B用于接收十字光斑图像并成像为图像传感器A及图像传感器B提供目标图像，所述安装基座前端面上设置十字线激光入射窗口及激光测距靶标平面。

而且，所述空间基准发射单元的十字形激光发生器采用十字线结构光作为基准光束，提供空间位姿测量基准。

而且，所述空间基准发射单元固结于所述空间位姿测量单元上表面，所述空间基准发射单元与空间位姿测量单元构成基准光束传递单元，所述空间位姿测量单元可以测量相对于基准光束的水平位移、竖直位移、偏航角位移、俯仰角位移以及滚转角位移，结合所述空间基准发射单元中的激光测距仪，可以实现空间六自由度形变测量。

而且，所述激光接收屏A、激光接收屏B均为透明亚克力板制成，且所述激光接收屏A、激光接收屏B外侧涂镀有纳米漫反射涂层。

而且，所述安装基座上设置有机械外壳；所述安装基座上设置有机械外壳。