專利名稱：一體化空間信息測(cè)量方法與裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一體化空間信息測(cè)量方法與裝置，屬于空間信息測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，在礦山空間信息測(cè)量技術(shù)中常見(jiàn)的測(cè)量手段主要包括經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀、全站儀、GPS以及鋼卷尺或皮尺等。在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中，上述技術(shù)存在一定的問(wèn)題。首先，測(cè)量過(guò)程復(fù)雜度高，需要專業(yè)測(cè)繪人員完成，且耗時(shí)很長(zhǎng)，不利于工作效率的提高。另外，這些儀器便攜性較差，靈活度較低，后期數(shù)據(jù)處理復(fù)雜，系統(tǒng)的集成化作業(yè)程度不高，難以實(shí)現(xiàn)礦山測(cè)量的全程自動(dòng)化、集成化，不能滿足礦山的復(fù)雜應(yīng)用需求。為提高礦山測(cè)量領(lǐng)域的技術(shù)水平和作業(yè)效率，適應(yīng)礦山智能化開(kāi)采對(duì)礦山測(cè)量智能化的要求，亟需研發(fā)一種能夠快速測(cè)量空間點(diǎn)三維坐標(biāo)的裝置，通過(guò)簡(jiǎn)單的點(diǎn)測(cè)、劃動(dòng)等 方式來(lái)對(duì)目標(biāo)體進(jìn)行快速點(diǎn)式、線式測(cè)量，從而方便快捷的獲得礦山井下空間結(jié)構(gòu)的形態(tài)信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有的礦山空間信息測(cè)量技術(shù)中存在的測(cè)量過(guò)程較復(fù)雜、工作效率較低、便攜性較差和后期數(shù)據(jù)處理較復(fù)雜的問(wèn)題，提供了一種一體化空間信息測(cè)量方法與裝置。為此，本發(fā)明提供了如下的技術(shù)方案—體化空間信息測(cè)量方法,包括通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)；通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。一體化空間信息測(cè)量裝置，包括當(dāng)前坐標(biāo)獲取單元，用于通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)；待測(cè)坐標(biāo)獲取單元，用于通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。本發(fā)明提供的一體化空間信息測(cè)量方法與裝置能夠根據(jù)一個(gè)空間已知點(diǎn)的三維坐標(biāo)快速測(cè)量其他未知點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而快速測(cè)量出未知區(qū)域的空間三維坐標(biāo)信息，提高礦山領(lǐng)域測(cè)量工作的效率，具有測(cè)量方便、易于攜帶和后期數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。


圖I為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一體化空間信息測(cè)量方法的原理示意圖；圖2為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一體化空間信息測(cè)量方法的流程示意圖；圖3為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的計(jì)算A點(diǎn)到B點(diǎn)的坐標(biāo)增量的原理示意圖；圖4為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一體化空間信息測(cè)量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一體化空間信息測(cè)量裝置的線路設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)框圖6為本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供的一體化空間信息測(cè)量裝置的供電單元的電路結(jié)構(gòu)不意圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。本發(fā)明的具體實(shí)施方式
提供了一種一體化空間信息測(cè)量方法，其基本原理如圖I所示，通過(guò)已知空間點(diǎn)三維坐標(biāo)，計(jì)算出測(cè)量裝置自身空間坐標(biāo)位置，進(jìn)而測(cè)量并計(jì)算出待測(cè)點(diǎn)的空間三維坐標(biāo)。下面結(jié)合說(shuō)明書附圖作詳細(xì)說(shuō)明，如圖2所示，相應(yīng)的一體化空間信息測(cè)量方法包括步驟21，通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)。具體的，若已知空間點(diǎn)的三維坐標(biāo)為(Xtl, Y0, Ztl),則測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)為(X1, Y1, Z1)，其中 X1=X0+ Δ X1, Y1=Y0+ Δ Y1, Z1=Z0+ Δ Z1，相應(yīng)的 Λ X” Λ Y1 和 Λ Z1 分別表示測(cè)量裝置的在三維方向上到已知空間點(diǎn)的坐標(biāo)增量。步驟22，通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。具體的，當(dāng)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的三維坐標(biāo)為A(X1, Y1, Z1)后，對(duì)于該三維坐標(biāo)系內(nèi)的任一點(diǎn)B，則需要得B點(diǎn)對(duì)于A點(diǎn)的水平投影的距離、直線距離、水平傾角和空間方位角，如圖3所示，具體算法如下假設(shè)A點(diǎn)與B點(diǎn)之間的直線距離為L(zhǎng)，則直線AB在相應(yīng)的三維坐標(biāo)系中的垂直投影為I=L · sina則B點(diǎn)的坐標(biāo)在相應(yīng)的三維坐標(biāo)系中相對(duì)于A點(diǎn)的坐標(biāo)增量為Δ χ=1 · cos Θ =L · cos a · cos θΔ y=l · sin θ = L · cos a · sin ΘΛ z=L · sin a其中，I表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平投影的距離，L表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的直線距離，a表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平傾角，Θ表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的空間方位角。因此可知，在相應(yīng)的坐標(biāo)系內(nèi)任意一點(diǎn)的坐標(biāo)為 ]
權(quán)利要求
1.一體化空間信息測(cè)量方法，其特征在于，包括 通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)； 通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)包括 所述測(cè)量裝置到所述待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)增量根據(jù)以下公式計(jì)算獲得 Δ x=l · cos Θ =L · cos α · cos θ Δ y=l · sin θ = L · cos α · sin θ Δz=L · sinα 其中，I表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平投影的距離，L表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的直線距離，α表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平傾角，Θ表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的空間方位角。
3.—體化空間信息測(cè)量裝置，其特征在于，包括 當(dāng)前坐標(biāo)獲取單元，用于通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)； 待測(cè)坐標(biāo)獲取單元，用于通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，在所述待測(cè)坐標(biāo)獲取單元中包括 坐標(biāo)增量計(jì)算子單元，用于根據(jù)以下公式計(jì)算獲得所述測(cè)量裝置到所述待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)增量 Δ χ=1 · cos Θ =L · cos α · cos θ Δ y=l · sin θ = L · cos α · sin θ Δz=L · sinα 其中，I表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平投影的距離，L表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的直線距離，α表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的水平傾角，Θ表示測(cè)量裝置與待測(cè)點(diǎn)之間的空間方位角。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 供電單元，用于在進(jìn)行方位角測(cè)量的瞬間關(guān)斷激光測(cè)距傳感器的供電，并在關(guān)斷激光測(cè)距傳感器的供電的期間將所述一體化空間信息測(cè)量裝置的供電切換到線性電源供電狀態(tài)，并關(guān)閉開(kāi)關(guān)電源的輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括 內(nèi)部姿態(tài)獲取單元，通過(guò)電子羅盤和傾角傳感器獲取該裝置的傾角和空間方位角。
全文摘要
本發(fā)明提供了一體化空間信息測(cè)量方法與裝置，相應(yīng)的方法包括通過(guò)已知空間點(diǎn)計(jì)算獲得測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)；通過(guò)所述測(cè)量裝置的當(dāng)前三維坐標(biāo)計(jì)算獲得待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)。本發(fā)明提供的一體化空間信息測(cè)量方法與裝置能夠根據(jù)一個(gè)空間已知點(diǎn)三維坐標(biāo)快速測(cè)量待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)，進(jìn)而快速測(cè)量出未知區(qū)域的空間三維形態(tài)，提高礦山領(lǐng)域測(cè)量工作的效率，具有測(cè)量方便、易于攜帶和后期數(shù)據(jù)處理較簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01C15/00GK102927976SQ20121044827
公開(kāi)日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者張?jiān)? 陸得盛, 余斌, 張達(dá), 余樂(lè)文, 袁本勝, 張宣, 戴斌, 陳凱 申請(qǐng)人:北京礦冶研究總院