CN108303703A - 工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法 - Google Patents

Abstract

工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，本申请无人机主体顶部有顶部电机安装座，所述顶部电机安装座上安装有主旋翼电机，所述主旋翼电机的转轴外侧安装有主旋翼翼片，所述无人机主体外侧有4个侧支架，所述侧支架外侧端有侧旋翼电机，所述侧旋翼电机的转轴朝上，所述侧旋翼电机的转轴外侧安装有侧旋翼翼片，所述无人机主体底部有测距仪安装座，所述激光测距仪上部安装在测距仪安装座内，所述无人机主体下方配套支撑架，所述支撑架中心有圆形降落槽，所述支撑架通过支撑杆与底架相连。本发明采用后可以替代传统的建筑工地检测工具，采用四旋翼加主旋翼可以保证测量的平稳性，从而大幅提高检测效率，降低人工成本，提高操作安全性。

Description

工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法

技术领域

本发明涉及建筑用结构领域，特别是涉及工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法。

背景技术

随着我国的建筑信息化的进一步发展，国家提出2020年工业4.0建设，国家对建筑的建设自动化和周期化的大力提倡。传统的建筑工地检测工具过于依赖人力，检测数据精度不够，面临与现代建筑工业快速稳步发展接轨出现的各种问题，已经不能满足现代化建设的需求，建筑行业在建筑工地检测智能化工具这一块，目前一片空白。目前的人工建筑工地检测工具所带来的问题如下：1，人工成本高，由于传统的建筑工地检测工具需要工人到第一现场测量，数据多，工人需要很长时间才能将众多的检测数据测完，需支付工人相当多的人工费用；2，危险系数高，传统的一些高层的检测数据也需工人亲自测量，高层的建筑检测带来了很多安全隐患，不利于工人的生命安全；3，影响建筑施工周期，传统的建筑工地检测，是在施工进行到一定阶段，对已经施工的建筑部分进行工程质量的把关，但是通过工人去测，势必会影响下一个工期的正常运转和工程的进度，同时一部分工人参与到检测，势必会影响进一步施工人数。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法，采用后可以替代传统的建筑工地检测工具，采用四旋翼加主旋翼可以保证测量的平稳性，从而大幅提高检测效率，降低人工成本，提高操作安全性，为达此目的，本发明提供工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，包括无人机主体、顶部电机安装座、侧支架、侧旋翼电机、侧旋翼翼片、主旋翼电机、主旋翼翼片、测距仪安装座、激光测距仪、底架、支撑架和支撑杆，所述无人机主体为圆形，所述无人机主体顶部有顶部电机安装座，所述顶部电机安装座上安装有主旋翼电机，所述主旋翼电机的转轴外侧安装有主旋翼翼片，所述无人机主体外侧有4个侧支架，所述侧支架外侧端有侧旋翼电机，所述侧旋翼电机的转轴朝上，所述侧旋翼电机的转轴外侧安装有侧旋翼翼片，所述无人机主体底部有测距仪安装座，所述激光测距仪上部安装在测距仪安装座内，所述无人机主体下方配套支撑架，所述支撑架中心有圆形降落槽，所述支撑架通过支撑杆与底架相连。

本发明的进一步改进，所述激光测距仪包括测距仪壳体、半导体激光器、镜片一、信号处理器、镜片二和线性CCD阵列，所述测距仪壳体内有半导体激光器、镜片一、信号处理器、镜片二和线性CCD阵列，所述信号处理器通过连接线接半导体激光器和线性CCD阵列，所述半导体激光器前侧安装有镜片一，所述线性CCD阵列前侧安装有镜片二，本发明激光测距仪可以采用以上结构。

本发明的进一步改进，所述测距仪壳体内还有平衡感应器和预警器，所述预警器为闪光灯或蜂鸣器，为了达到精准测量在测距仪内还设置平衡感应器打开后若不平衡，则可以通过预警器进行预警，预警器可以采用闪光灯或者蜂鸣器。

本发明的进一步改进，所述测距仪壳体两侧各有一个弹性卡件，为了防止测距仪掉落可以设置活动卡件。

本发明的进一步改进， 所述支撑架为内含液体的平行测量环，所述支撑架外壳透明，所述支撑杆有3-4个，所述支撑杆等角度绕支撑架中心线一周，所述支撑杆外有螺纹，每个支撑杆上套有一个钢球，本发明根据旋翼无人机结构设计有专门的稳固连接装置，可以通过内含液体的平行测量环才判断无人机是否处于水平位置，如果不通过调节钢球位置就行调整。

本发明的进一步改进，所述底架底部有一圈柔性垫，设计柔性垫可以降低降落所带来的震动从而提高设备使用寿命。

本发明的进一步改进，每个侧旋翼电机底部均有一个红外位置感应器，为了更快的到指定位置可以通过4个红外位置感应器进行定位。

本发明提供工地用监测施工层高的无人机激光测距装置的侧距方法，具体步骤如下：

1）通过遥控器控制无人机起飞，起飞后通过调整各支撑杆上的钢球位置，观测内含液体的平行测量环中液体情况判断是否处于平稳位置；

2）待基本平稳后通过遥控器控制无人机飞行状态至激光测距位置，通过红外位置感应器进行定，待准备到达位置后激光测距仪开始工作；

3) 激光测距仪开始工作后通过遥控器控制无人机进行到位后平稳调整，激光测距仪内有平衡感应器，若不达到平稳可以通过预警器进行预警，若达到平稳作为激光装置的半导体激光器打开发射激光，激光发射到被测位置点，然后反射到装置内部的镜片上，然后通过无人机内芯片传输到信号处理器上；

4）测距完成激光关闭，通过遥控器控制无人机进行移动降落或继续飞行进行其他测距。

本发明工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法，它主要有三个部分，一个是无人机智控装置，通过无人机的智控装置，控制整个装置的飞行位置和所需要测量的位置，然后与工程预期的施工的数据进行比对，达到建筑工程的实时监测，第二个部分是稳固连接装置，通过稳固连接装置可以自动调整无人机下端的激光测距装置是否处于水平位置，从而保证监测出的数据精准无误，该部分还可以在装置落地的时候，起到缓冲减少落地对这个装置产生的损害，同时该连接装置是可以拆卸的，如果用一段时间磨损损坏了，可以通过内部螺纹旋转取下，换上新的，第三个部分是激光测距装置，该部分在无人机智控部分取得的定位点后，通过半导体激光器发射激光，激光发射到被测位置点，然后反射到装置内部的镜片上，然后传输到信号处理器上，然后将得到的数据反馈给地面。

附图说明

图1为本发明示意图；

图2为本发明激光测距装置工作原理图；

图3为本发明工作流程图；

图示说明:

1、无人机主体；2、顶部电机安装座；3、侧支架；4、侧旋翼电机；5、侧旋翼翼片；6、主旋翼电机；7、主旋翼翼片；8、测距仪安装座；9、激光测距仪；9-1、测距仪壳体；9-2、半导体激光器；9-3、镜片一；9-4、信号处理器；9-5、镜片二；9-6、线性CCD阵列；9-7、弹性卡件；9-8、平衡感应器；9-9、预警器；10、红外位置感应器；11、底架；12、支撑架；13、支撑杆；14、钢球。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供工地用监测施工层高的无人机激光测距装置及测距方法，采用后可以替代传统的建筑工地检测工具，采用四旋翼加主旋翼可以保证测量的平稳性，从而大幅提高检测效率，降低人工成本，提高操作安全性。

作为本发明结构一种实施例，本发明提供工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，包括无人机主体1、顶部电机安装座2、侧支架3、侧旋翼电机4、侧旋翼翼片5、主旋翼电机6、主旋翼翼片7、测距仪安装座8、激光测距仪9、底架11、支撑架12和支撑杆13，所述无人机主体1为圆形，所述无人机主体1顶部有顶部电机安装座2，所述顶部电机安装座2上安装有主旋翼电机6，所述主旋翼电机6的转轴外侧安装有主旋翼翼片7，所述无人机主体1外侧有4个侧支架3，所述侧支架3外侧端有侧旋翼电机4，所述侧旋翼电机4的转轴朝上，所述侧旋翼电机4的转轴外侧安装有侧旋翼翼片5，所述无人机主体1底部有测距仪安装座8，所述激光测距仪9上部安装在测距仪安装座8内，所述无人机主体1下方配套支撑架12，所述支撑架12中心有圆形降落槽，所述支撑架12通过支撑杆13与底架11相连。

作为本发明结构一种具体实施例，本发明提供如图1图2所示的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，包括无人机主体1、顶部电机安装座2、侧支架3、侧旋翼电机4、侧旋翼翼片5、主旋翼电机6、主旋翼翼片7、测距仪安装座8、激光测距仪9、底架11、支撑架12和支撑杆13，所述无人机主体1为圆形，所述无人机主体1顶部有顶部电机安装座2，所述顶部电机安装座2上安装有主旋翼电机6，所述主旋翼电机6的转轴外侧安装有主旋翼翼片7，每个侧旋翼电机4底部均有一个红外位置感应器10，为了更快的到指定位置可以通过4个红外位置感应器进行定位，所述无人机主体1外侧有4个侧支架3，所述侧支架3外侧端有侧旋翼电机4，所述侧旋翼电机4的转轴朝上，所述侧旋翼电机4的转轴外侧安装有侧旋翼翼片5，所述无人机主体1底部有测距仪安装座8，所述激光测距仪9上部安装在测距仪安装座8内，所述激光测距仪9包括测距仪壳体9-1、半导体激光器9-2、镜片一9-3、信号处理器9-4、镜片二9-5和线性CCD阵列9-6，所述测距仪壳体9-1内有半导体激光器9-2、镜片一9-3、信号处理器9-4、镜片二9-5和线性CCD阵列9-6，所述信号处理器9-4通过连接线接半导体激光器9-2和线性CCD阵列9-6，所述半导体激光器9-2前侧安装有镜片一9-3，所述线性CCD阵列9-6前侧安装有镜片二9-5，本发明激光测距仪可以采用以上结构，所述测距仪壳体9-1两侧各有一个弹性卡件9-7，为了防止测距仪掉落可以设置活动卡件，所述测距仪壳体9-1内还有平衡感应器9-8和预警器9-9，所述预警器9-9为闪光灯或蜂鸣器，为了达到精准测量在测距仪内还设置平衡感应器打开后若不平衡，则可以通过预警器进行预警，预警器可以采用闪光灯或者蜂鸣器，所述无人机主体1下方配套支撑架12，所述支撑架12中心有圆形降落槽，所述支撑架12通过支撑杆13与底架11相连，所述底架11底部有一圈柔性垫，设计柔性垫可以降低降落所带来的震动从而提高设备使用寿命，所述支撑架12为内含液体的平行测量环，所述支撑架12外壳透明，所述支撑杆13有3-4个，所述支撑杆13等角度绕支撑架12中心线一周，所述支撑杆13外有螺纹，每个支撑杆13上套有一个钢球14，本发明根据旋翼无人机结构设计有专门的稳固连接装置，可以通过内含液体的平行测量环才判断无人机是否处于水平位置，如果不通过调节钢球位置就行调整。

作为本发明方法一种具体实施例，本发明提供如图3所示工地用监测施工层高的无人机激光测距装置的侧距方法，具体步骤如下：

1）通过遥控器控制无人机起飞，起飞后通过调整各支撑杆13上的钢球14位置，观测内含液体的平行测量环中液体情况判断是否处于平稳位置；

2）待基本平稳后通过遥控器控制无人机飞行状态至激光测距位置，通过红外位置感应器10进行定，待准备到达位置后激光测距仪9开始工作；

3) 激光测距仪9开始工作后通过遥控器控制无人机进行到位后平稳调整，激光测距仪9内有平衡感应器9-8，若不达到平稳可以通过预警器9-9进行预警，若达到平稳作为激光装置的半导体激光器9-2打开发射激光，激光发射到被测位置点，然后反射到装置内部的镜片上，然后通过无人机内芯片传输到信号处理器上；

4）测距完成激光关闭，通过遥控器控制无人机进行移动降落或继续飞行进行其他测距。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (9)

1.工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，包括无人机主体（1）、顶部电机安装座（2）、侧支架（3）、侧旋翼电机（4）、侧旋翼翼片（5）、主旋翼电机（6）、主旋翼翼片（7）、测距仪安装座（8）、激光测距仪（9）、底架（11）、支撑架（12）和支撑杆（13），其特征在于：所述无人机主体（1）为圆形，所述无人机主体（1）顶部有顶部电机安装座（2），所述顶部电机安装座（2）上安装有主旋翼电机（6），所述主旋翼电机（6）的转轴外侧安装有主旋翼翼片（7），所述无人机主体（1）外侧有4个侧支架（3），所述侧支架（3）外侧端有侧旋翼电机（4），所述侧旋翼电机（4）的转轴朝上，所述侧旋翼电机（4）的转轴外侧安装有侧旋翼翼片（5），所述无人机主体（1）底部有测距仪安装座（8），所述激光测距仪（9）上部安装在测距仪安装座（8）内，所述无人机主体（1）下方配套支撑架（12），所述支撑架（12）中心有圆形降落槽，所述支撑架（12）通过支撑杆（13）与底架（11）相连。

2.根据权利要求1所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述激光测距仪（9）包括测距仪壳体（9-1）、半导体激光器（9-2）、镜片一（9-3）、信号处理器（9-4）、镜片二（9-5）和线性CCD阵列（9-6），所述测距仪壳体（9-1）内有半导体激光器（9-2）、镜片一（9-3）、信号处理器（9-4）、镜片二（9-5）和线性CCD阵列（9-6），所述信号处理器（9-4）通过连接线接半导体激光器（9-2）和线性CCD阵列（9-6），所述半导体激光器（9-2）前侧安装有镜片一（9-3），所述线性CCD阵列（9-6）前侧安装有镜片二（9-5）。

3.根据权利要求2所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述测距仪壳体（9-1）内还有平衡感应器（9-8）和预警器（9-9）。

4.根据权利要求3所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述预警器（9-9）为闪光灯或蜂鸣器。

5.根据权利要求2所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述测距仪壳体（9-1）两侧各有一个弹性卡件（9-7）。

6.根据权利要求1所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述支撑架（12）为内含液体的平行测量环，所述支撑架（12）外壳透明，所述支撑杆（13）有3-4个，所述支撑杆（13）等角度绕支撑架（12）中心线一周，所述支撑杆（13）外有螺纹，每个支撑杆（13）上套有一个钢球（14）。

7.根据权利要求1所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：所述底架（11）底部有一圈柔性垫。

8.根据权利要求1所述的工地用监测施工层高的无人机激光测距装置，其特征在于：每个侧旋翼电机（4）底部均有一个红外位置感应器（10）。

9.工地用监测施工层高的无人机激光测距装置的侧距方法，具体步骤如下，其特征在于：

1）通过遥控器控制无人机起飞，起飞后通过调整各支撑杆（13）上的钢球（14）位置，观测内含液体的平行测量环中液体情况判断是否处于平稳位置；

2）待基本平稳后通过遥控器控制无人机飞行状态至激光测距位置，通过红外位置感应器（10）进行定，待准备到达位置后激光测距仪（9）开始工作；

3) 激光测距仪（9）开始工作后通过遥控器控制无人机进行到位后平稳调整，激光测距仪（9）内有平衡感应器（9-8），若不达到平稳可以通过预警器（9-9）进行预警，若达到平稳作为激光装置的半导体激光器（9-2）打开发射激光，激光发射到被测位置点，然后反射到装置内部的镜片上，然后通过无人机内芯片传输到信号处理器上；

4）测距完成激光关闭，通过遥控器控制无人机进行移动降落或继续飞行进行其他测距。