設(shè)置在所述垂線13的相對(duì)兩側(cè)，所述濾光片14設(shè)置在所述CCD傳感器12和所述垂線13之間；所述平行光源11用于輸出平行光，所述濾光片14用于透射由所述平行光源輸出的平行光并濾除由外界射入的自然光，而所述CCD傳感器12則用于接收由所述平行光源11輸出并經(jīng)所述濾光片14透射后的平行光。
[0035]因此，由所述平行光源11輸出的未照射到所述垂線13上的平行光將被所述濾光片14透射后射入到CXD傳感器12上，而由所述平行光源11輸出的照射到所述垂線13上的平行光，則會(huì)將所述垂線13投影到所述CCD傳感器12上，其它的由外界環(huán)境中射入的自然光將被所述濾光片14濾除，而不會(huì)射入到CXD傳感器12 ;然后，通過(guò)對(duì)CXD傳感器12上所獲得的感光圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行分析，即可找到垂線13的在CCD傳感器12上的投影位置并進(jìn)而求出所述垂線13的坐標(biāo)位置。當(dāng)待測(cè)物體發(fā)生位移或變形時(shí)，所述垂線13將隨待測(cè)物體的移動(dòng)而移動(dòng)，該垂線13在CCD傳感器12上的投影位置也將隨之發(fā)生相應(yīng)的改變，其坐標(biāo)位置也相應(yīng)發(fā)生改變。因此，通過(guò)檢測(cè)所述垂線13在CXD傳感器12上的坐標(biāo)位置即可對(duì)待測(cè)物體的位移或形變進(jìn)行實(shí)時(shí)地監(jiān)測(cè)。
[0036]因此，通過(guò)上述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀即可實(shí)現(xiàn)非接觸式檢測(cè)和/或監(jiān)測(cè)。而且，由于上述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中在所述CXD傳感器12和所述垂線13之間設(shè)置了濾光片14，該濾光片14可以透射平行光源輸出的平行光而濾除外界射入的自然光，因而可以有效地對(duì)外界環(huán)境中射入的自然光進(jìn)行濾除，使其基本不會(huì)射入到CCD傳感器12上，而只有平行光源輸出的平行光可以通過(guò)所述濾光片14之后射入到CCD傳感器12上，從而可以有效的避免外界光源對(duì)所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀的干擾，使得所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀在陽(yáng)光不直射至全黑光學(xué)環(huán)境中都可正常工作，基本實(shí)現(xiàn)了全天候監(jiān)測(cè)。另外，由于上述的濾光片14是設(shè)置在所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀之中，因此在使用上述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中進(jìn)行檢測(cè)或監(jiān)測(cè)時(shí)，無(wú)需通過(guò)人工的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)光學(xué)環(huán)境進(jìn)行物理干預(yù)，因而可以適應(yīng)各種復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，大大降低了人工成本和設(shè)備成本，同時(shí)還增加了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。
[0037]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述濾光片14的自然光通過(guò)率為10%?15%，經(jīng)所述濾光片14透射的透射光的光譜范圍為625?740納米(nm)。
[0038]進(jìn)一步的，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述濾光片14的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置有反光膜，用于反射由外界射入的自然光，從而可以更好地濾除外界射入的自然光。
[0039]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述濾光片14為SJD-Sl型光學(xué)玻璃。
[0040]進(jìn)一步的，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，為了增強(qiáng)穿透濾光片的能力，使得所述平行光源11輸出的平行光可以從濾光片14的另一側(cè)透射到CCD傳感器12上，所述平行光源11輸出的平行光的亮度將大于現(xiàn)有技術(shù)中的平行光源輸出的平行光的亮度。因此，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述平行光源11輸出的平行光的亮度將大于外界射入的除陽(yáng)光直射外的自然光的亮度。較佳的，所述平行光源11輸出的平行光的亮度為50毫坎德拉(mcd)。
[0041]較佳的，在本發(fā)明的具體實(shí)施例中，所述平行光源11輸出的平行光為紅光，從而可以增強(qiáng)穿透濾光片的能力。
[0042]另外，為了簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)處理過(guò)程，提高CCD傳感器的掃描速度，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中還可進(jìn)一步包括一個(gè)二值化處理模塊(圖2中未示出)，該二值化處理模塊可用于對(duì)所述CCD傳感器12所獲得的感光圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，即根據(jù)CCD傳感器的各個(gè)感光像素輸出的電平高低將各個(gè)感光像素分為亮像素和暗像素兩種，然后即可根據(jù)暗像素的分布位置確定所述垂線的位置數(shù)據(jù)。由于只需將CCD傳感器上的各個(gè)感光像素分為兩種像素，而不是分為多個(gè)灰度等級(jí)，所以大大簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)分析過(guò)程，減少了計(jì)算量，提高了 CCD傳感器的掃描速度。
[0043]此外，由于因?yàn)榛覊m、雜質(zhì)等而產(chǎn)生的陰影的像素寬度一般都大大小于垂線陰影的像素寬度，因此，在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，在所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中還設(shè)置有抗干擾模塊，用于對(duì)CCD傳感器所獲得的感光圖像上的干擾數(shù)據(jù)(例如，由粘在鏡片上的灰塵、雜質(zhì)等在CCD傳感器上形成的圖像)進(jìn)行過(guò)濾，即從所述CCD傳感器所獲得的感光圖像中去除陰影像素寬度小于預(yù)設(shè)閾值的陰影像素?cái)?shù)據(jù)，從而可以有效地盡量去除干擾信號(hào)，使其不影響所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀的正常工作。
[0044]綜上所述，在本發(fā)明的技術(shù)方案中，由于在所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中的C⑶傳感器和垂線之間設(shè)置了濾光片，該濾光片可以有效地對(duì)外界環(huán)境中射入的自然光進(jìn)行濾除，使其基本不會(huì)射入到CCD傳感器上，從而可以有效的避免外界光源對(duì)所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀的干擾，使得所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀在陽(yáng)光不直射至全黑光學(xué)環(huán)境中都可正常工作，基本實(shí)現(xiàn)了全天候監(jiān)測(cè)。另外，由于上述的濾光片是設(shè)置在所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀之中，因此在使用上述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中進(jìn)行檢測(cè)或監(jiān)測(cè)時(shí)，無(wú)需通過(guò)人工的方式對(duì)現(xiàn)場(chǎng)光學(xué)環(huán)境進(jìn)行物理干預(yù)，因而可以適應(yīng)各種復(fù)雜的實(shí)際應(yīng)用環(huán)境，大大降低了人工成本和設(shè)備成本，同時(shí)還增加了測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性。另外，由于上述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀可對(duì)CCD傳感器獲得的感光圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理，而不是分為多個(gè)灰度等級(jí)，所以可大大簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)分析過(guò)程，減少計(jì)算量，提高CCD傳感器的掃描速度。此外，由于上述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中還設(shè)置有抗干擾模塊，因此還可以有效地盡量去除干擾信號(hào)，使其不影響所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀的正常工作。
[0045]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于，該增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀包括:平行光源、垂線、C⑶傳感器和濾光片； 其中，所述垂線固定在待測(cè)物體上；所述平行光源和所述CCD傳感器分別設(shè)置在所述垂線的相對(duì)兩側(cè)；所述濾光片設(shè)置在所述CCD傳感器和所述垂線之間； 所述平行光源用于輸出平行光； 所述濾光片用于透射由所述平行光源輸出的平行光并濾除由外界射入的自然光； 所述CCD傳感器用于接收由所述平行光源輸出并經(jīng)所述濾光片透射后的平行光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述濾光片的自然光通過(guò)率為10%?15% ； 經(jīng)所述濾光片透射的透射光的光譜范圍為625?740納米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述濾光片的一側(cè)或兩側(cè)設(shè)置有反光膜，用于反射由外界射入的自然光。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述濾光片為SJD-Sl型光學(xué)玻璃。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述平行光源輸出的平行光的亮度大于由外界射入的除陽(yáng)光直射外的自然光的亮度。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述平行光源輸出的平行光的亮度為50mcd。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于: 所述平行光源輸出的平行光為紅光。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于，所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中還進(jìn)一步包括:二值化處理模塊； 所述二值化處理模塊，用于對(duì)所述CCD傳感器所獲得的感光圖像的像素?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行二值化處理。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀，其特征在于，所述增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀中還進(jìn)一步包括:抗干擾模塊； 所述抗干擾模塊，用于對(duì)CCD傳感器所獲得的感光圖像上的干擾數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀。該增強(qiáng)型非接觸式垂線坐標(biāo)儀包括：平行光源、垂線、CCD傳感器和濾光片；其中，所述垂線固定在待測(cè)物體上；所述平行光源和所述CCD傳感器分別設(shè)置在所述垂線的相對(duì)兩側(cè)；所述濾光片設(shè)置在所述CCD傳感器和所述垂線之間；所述平行光源用于輸出平行光；所述濾光片用于透射由所述平行光源輸出的平行光并濾除由外界射入的自然光；所述CCD傳感器用于接收由所述平行光源輸出并經(jīng)所述濾光片透射后的平行光。應(yīng)用本發(fā)明可以有效的避免外界光源對(duì)非接觸式垂線坐標(biāo)儀的干擾，使得非接觸式垂線坐標(biāo)儀在陽(yáng)光不直射至全黑光學(xué)環(huán)境中都可正常工作。
【IPC分類】G01B11-03, G01B11-16
【公開(kāi)號(hào)】CN104567699
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310495350
【發(fā)明人】吳小端, 張興斌
【申請(qǐng)人】中冶建筑研究總院有限公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2013年10月21日