高精度视距非接触尺寸测量仪结题报告.docxVIP

2013年度“国家大学生创新创业训练计划” 项目结题报告 项目编号： 项目名称： 高精度视距非接触尺寸测量仪 项目负责人： 学院年级专业： 联系电话： 指导教师： 教务处制 立项背景 人类的生存与生活伴随着科学技术的发展与社会生产力的进步而不断发生变化。这其中，尤以建筑科学技术的发展影响最为直观而鲜明。建筑技术的成果遍布生活环境的各个角落，涉及人类生存的方方面面，可以说任何一项生产活动都直接或者间接地收到建筑技术的恩泽。而在建筑技术中，安全性的保证尤为重要，而测量技术就是保证安全性的重中之重。测量技术随着社会生产力不断提升，以及建筑科技的不断发展，一直紧随其脚步，可以说，建筑科技的进步极大地促进了测量技术的发展，而测量技术的发展，又成为建筑科技不断进步的坚实后盾。测量技术应用于建筑行业的各个领域，建筑成果的结构布局，外在形象美观程度，构架安全程度，建筑抵抗自然灾害的能力等等都受到测量技术的影响和限制。可以说，建筑行业的科技发展改变人们的生存环境与生活质量，而测量技术的进步与革新直接影响到建筑技术的发展速度与发展高度，所以，测量技术的进步将对人们的日常生活产生重大而深远的影响。 研究意义 基于以上的立项背景，我们可以看出测量技术的革新意义重大，具体体现在克服高难度测量，减少测量风险，降低测量成本三个方面。 克服高难度测量 基于当前的测量技术，现实生活中，许多的测量是人力所无法完成的，即使可以，也难以达到令人满意的精度与可控误差范围。尤以地质勘探，建筑施工，公路铁路建设中最为常见。诸如地质勘探中悬崖上细小物体的测量，铁路中输电线隐患的尺寸测量等等。高精度视距非接触尺寸测量仪改变了传统测量中的保证精度就必须接触测量的现状，解决了环境恶劣，无法接触时的物体尺寸测量。同时也降低了人为产生的主管误差。 （2）减少测量风险 当前测量仪器与测量技术在高危环境下进行测量时，危险系数较高，安全隐患大，对测量人员的心理素质，身体素质以及测量技巧的要求较高，极易发生安全事故。铁路维护中，常常需要测量人员身处高于地面几十米的地方工作，虽然有简易的安全保护措施，也无法做到万无一失。高精度视距非接触尺寸测量仪解决了接触测量的问题，大大降低了发生安全事故的概率。 （3）降低测量成本 工程测量中，基于当前的测量技术与测量仪器，高危环境下的测量如要做到既保证安全，又保证测量结果的有效性，就需要较大的成本来支撑测量的要求。高精度视距非接触测量仪的诞生，解决了接触测量带来的一系列问题，就从根本上解决了成本问题，并且测量方法简单易上手，仪器构造简单，轻便易携带，可以使测量成本降到较低的范围。 研发目标 （1）制作激光测量设备 在项目实施过程中，为达到预期的立项目的和实际应用效果，本科创项目选用合适的激光测距模块GLS-60，搭载在制作的云台上，通过单片机控制，实现非接触式距离感测的功能，测距精度较高。 完成单片机激光测距程序 本项目由于资金限制，采用单片机对测距装置进行控制，通过预先编制好的程序，完成从测量，计算，分析，量化显示的整个过程。下图为编制的部分程序。 研究影响微波测距精度的因素 在使用微波测距仪的测距过程中，影响测距精度的因素较多，有大气介质（湿度，温度，大气压等）、零点误差、偏移值、测相误差、计数时钟频率漂移误差等，这些因素对测距精度影响各不相同。为了量化这些因素对测量结果的影响程度，我们采取控制变量法，尽可能保证非变量条件相同，逐一进行分析，并根据实际分析出来的影响程度对仪器进行改进，以保证在实验阶段，能尽可能接近预期目标。 （4）制作云台 为了保证测量误差能在可控范围内，我们要尽可能减少一切可能会产生误差的因素，云台的制作初衷就是为了解决由于人为操作的不稳定性而产生的误差，防止由于肢体的抖动而造成测量点的光线对准产生误差， 云台的存在保证了仪器在测量过程中，会处于一个稳定的状态，避免了人为因素可能产生的误差。 预期效果 （1）完成激光测距设备一套。 （2）根据设备测试结果对测量设备及程序进行校正，保证测量精度。 （3）最终的成品测距仪，体积较小，质量较轻，携带方便，便于随身携带，方便随时进行测量工作。 项目任务 项目主要解决问题有： 制作一套基于激光的尺寸测量仪器。 解决如何测距设备发出的激光束准确无误的聚集在被测物体定位好的两个基准点上面