[发明专利]一种测距和测面积的测量轮及其测量方法

说明书

技术领域

本发明属于测量轮技术领域，涉及一种测距和测面积的测量轮及其测量方法。

背景技术

测量轮又名测距轮或测距车，其基本功能实测距离。在实际使用中，经常要用现有测量轮测量地块面积。在现有测量轮中，尚不能直接测量不规则地块的面积，其原因之一是现有测量轮在有些不要求面积测量的领域内，运行良好，如电线布线作业领域等。电线布线作业领域只要求获得距离参数，即可以预知需要多少的电线用于此项工程。

然而在测量轮另一重要应用领域内，如土地面积测量、房地产开发面积估算、园林规划、农村土地平整等，获取面积值是使用测量轮的最终目的之一。但是使用现有测量轮，只能获取距离值，无法直接获取面积值。如果需要获取面积值，只能手动计算；如果所测地块是正方形或者长方形或者圆形等有限的理想规则形状，现有测量轮尚存在改进的机会以达到这个要求。比如测量标准矩形状的地块，现有测量轮可以先要求使用者测出长度，将此值存储起来；然后再测量宽度，再跟根矩形的面积公式计算出来。但是，实际的农田大多是不规则的多边形，如三角形、平行四边形、普通的四边形，还有少数靠近边缘的极不规则形状。现有的测量轮产品，无法大规模进入这些领域，是一个遗憾。

对于测量面积的产品，常用的为GPS面积测量仪。该类产品是近年来兴起的面积测量仪器，选用高精度的GPS接收模块用来接收和处理信号，信号处理完成后，输出当前位置的经纬度及海拔数据。该类测量仪器的优点是测量方便，只需要围绕被测地块一周即可测出面积值。其缺陷是(1)民用GPS卫星信号精度有限，一般认为民用GPS卫星的单点定位精度是50米，适用范围受到限制；(2)由于高精度GPS接收模块在某一较短时间内，相对定位精度还能满足一些应用的要求，但是其存在如下缺点：GPS信号受大气环境等的影响，定位精度受到影响，会出现较大的漂移现象。GPS面积测量仪，本身小巧，便于携带。但它的一个不足之处是耗电量较大。使用时经常需要更换电池。GPS面积测量仪整体上价格较高；特别是高精度的GPS接收模块都需要进口，价格不菲。

发明内容

本发明针对现有的技术存在上述问题，提出了一种测距和测面积的测量轮，该测量轮不仅能距离测量，同时也能直接、快速、准确地实现面积测量，该测量方法简单方便，测量精度高。

本发明通过下列技术方案来实现：一种测距和测面积的测量轮，包括测量轮、设置在测量轮上的轮架和连接在轮架上的手柄，在手柄上设有操作显示界面，其特征在于，在轮架上设有检测测量轮转动圈数的传感器，在手柄内还设有中央处理器，上述的传感器和操作显示界面均与中央处理器连接，在手柄内还设有与中央处理器连接的存储器和地磁传感器，所述的中央处理器用于接收传感器输送来的圈数信号和接收地磁传感器输送来的角度信号，同时根据测量轮的周长、测量轮的转动圈数和测量轮转向角度计算出测量轮绕地滚动一周所围成的面积，并输送结果给操作显示界面显示。

本测量轮能用于测量面积和测量直线距离。在测量直线距离时，将测量轮沿着直线滚动，通过传感器检测到测量轮的转动圈数，然后根据圈数和测量轮的周长即可计算直线距离。在测量面积时，将起始点为平面坐标系的原点，测量轮从起始点开始滚动，在测量轮转向时通过地磁传感器得出测量轮的转向角，并记录该转向点的坐标值，依次按照这种方法分别记录各转向点的坐标和转向角并存储于存储器中，在测量轮回到起始点时即可确定测量轮滚动一周所围成的面积。在平面坐标系内相邻两点之间构成直线，通过转向角和平面坐标系内的各个坐标点可计算出三角形的面积，并将这些三角形面积相加即可计算出所求的面积，计算出面积后通过中央处理器将面积值显示到操作显示界面上。操作显示界面可以为带控制按钮的显示屏或者是单纯的显示屏和按键。

在上述的测距和测面积的测量轮中，所述的地磁传感器为三轴地磁传感器，其中地磁传感器的X轴方向与测量轮滚动的方向一致。将地磁传感器的X轴方向设置成与测量轮前进或者后退的方向一致，能够提高检测精度，简化面积计算的公式。

在上述的测距和测面积的测量轮中，所述的中央处理器上还连接有加速度传感器，所述的加速度传感器用于校正测量轮转向时的角度误差。

在上述的测距和测面积的测量轮中，所述的加速度传感器为三轴加速器传感器，其中加速度传感器的X轴方向与地磁传感器的X轴方向平行或者垂直。

在测量轮前进的过程中会出现左右倾斜或者手柄上下摆动倾斜，通过加速度传感器测出在X轴、Y轴或Z轴方向上的倾斜角度，然后通过中央处理器对地磁传感器进行倾斜角补偿，因此可以得到较为精确的角度值，特别是在转向时产生的倾斜情况。