[发明专利]多点激光测量平面空间偏角的方法及装置

摘要

本发明属于激光检测技术领域，涉及一种多点激光测量平面空间偏角的方法及装置。本发明是利用多个平行且位置关系已知的不共线激光光束在靶面形成多个光斑，激光光束垂直于待测平面，使其中两个或多个排布在一条直线上的激光光束位于一个水平面，靶面垂直方向设置，探测激光光斑，计算激光光斑的中心坐标，计算激光光斑中心的水平和垂直距离，并与已知的激光光束水平和垂直距离进行对比，计算待测平面的空间偏角；改变靶面的空间角度，上述靶面绕垂直轴和水平轴分别旋转一个角度，再分别计算激光光斑中心的水平和垂直距离，对比旋转前后两组的计算结果，得到待测平面的空间偏角方向。本发明具有自动化程度高、测量范围大、效率高、成本低的优点。

主权项

1.一种多点激光测量平面空间偏角的方法，其特征在于：是利用多个平行且位置关系已知的不共线激光光束在靶面形成多个光斑，上述激光光束垂直于待测平面，使其中两个或多个排布在一条直线上的激光光束位于一个水平面；靶面垂直方向设置，探测激光光斑，计算激光光斑的中心坐标，计算激光光斑中心的水平和垂直距离，并与已知的激光光束水平和垂直距离进行对比，计算待测平面的空间偏角；改变靶面的空间角度，上述靶面绕垂直轴和水平轴分别旋转一个角度，再分别计算激光光斑中心的水平和垂直距离，对比旋转前后两组的计算结果，得到待测平面的空间偏角方向；上述方法的具体操作如下：1)将多个激光器与待测平面的位置相对固定，使发出的激光光束相互平行且与待测平面垂直，多个激光器呈三角形排布，其中的一个位于三角形顶点上，其余一字排列在顶点相对的底边设置，准确测量得到位于三角形底边激光器光轴中心的距离和位于三角形顶点的激光器光轴中心到三角形底边的垂直距离；2)调整激光器，使三角形的底边水平设置；3)打开激光器，在激光器一定距离处放置探测器，在靶面上形成光斑；4)调节靶面，使其相对水平面垂直设置；5)控制激光器开关使多个激光器受控亮、灭；6)根据激光光斑的中心坐标，计算位于三角形底边激光光斑中心的水平距离和位于三角形顶点的激光光斑中心到底边的竖直距离，就可以计算得出待测平面的空间偏角；7)使靶面绕水平轴旋转一个角度，再次计算位于三角形顶点的激光光斑中心到三角形底边的垂直距离，计算结束后使靶面复位，就可以计算得出待测平面的空间竖直偏角方向；8)使靶面绕垂直轴旋转一个角度，再次计算位于三角形底边激光光斑中心的水平距离，计算结束后使靶面复位，就可以计算得出待测平面的空间水平偏角方向；上述待测平面的空间偏角大小及方向的计算方法是：上述激光光束与待测平面垂直，位于三角形底边两个激光器光轴中心距离为S₁，上述两个激光器形成的光斑中心的水平距离为L₁，靶面绕垂直轴旋转一个角度，再次计算上述两个激光器形成的光斑中心的水平距离为l₁；位于三角形顶点的激光器光轴中心到三角形底边的垂直距离为S₂，位于三角形顶点的激光光斑中心到三角形底边的垂直距离为L₂，靶面绕水平轴旋转一个角度，再次计算位于三角形顶点的激光光斑中心到三角形底边的垂直距离为l₂；待测平面的竖直偏角计算为水平偏角为比较L₂和l₂的大小确定竖直偏角的方向，比较L₁和l₁的大小确定水平偏角的方向。