一种激光测距装置及其测距和绘图方法

技术领域

本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种激光测距装置及其测距和绘图方法。

背景技术

激光测距装置目前的痛点之一是无法边侧边画图，都需要通过测定好各条边的数据后最后导出后再通过电脑或手机合成一张完整的图，痛点之二是对于转角柱或当墙面宽度小于测距装置的宽度时，对于传统类的测距装置是无法精确测准的，因为其对准面无法做到精确，只能目测，痛点之三是在相较于个别非常规角度的墙面的测量时，传统的测量方式和画图方式只能通过大概的目测方式来测量，如此给激光测距工作带来极大的困扰。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种激光测距装置及其测距和绘图方法，以解决背景技术提到的技术问题。

为解决技术问题，本发明采用如下技术方案实现：

实施例1：本发明专利公开了一种激光测距装置，包括主体，所述主体上设有显示端和激光测距端，显示端通常采用显示屏显示，激光测距端优选采用红外激光测距组件进行测距，其红外线发射和接收端均位于主体的端部，所述主体上还设有与主控板电性连接的方向调节部件，所述方向调节部件能够根据激光测距端探测的实际方向来改变显示端生成的图纸的测距方向，即通过方向调节部件可根据现场实际测距方向，来改变显示端绘图的箭头方向，如由左往右测距时，摇杆由左往右拨动，当确认测得某个数值后，系统自动在显示端生成第一条直线，并记录下该直线的数据和测距方向，如此以此类推测量剩余的所有整个建筑墙面的数据以及测距方向，最终实现多方向路径的激光测距绘图以及边侧边绘图工作。

具体来说，此处，所述方向调节部件为遥杆，遥杆可采用市面上通用的遥杆电子元件，其元件主体与主板电性连接，遥杆操作端则突出在主体外侧，方便手操作遥杆，所述遥杆安装于显示端的一侧，还包括集成于遥杆上或设置于主体上的确认按键，当测定好一个数值后，可按下确认按键，当然此处，主体上还有激光测距端的控制按钮，控制当前该次激光测距，如需测距，按下激光控制按钮，激光测距端发出激光，当获取到读数后，按下遥杆上的确认按键或主体上的确认按键，代表需要存储该次测距的数据，然后系统进行存储后，自动生成一个直线，并记录下数据，并进入下一步测距，且主体上还可设定一个最终图纸生成键，或设置长按确认按键作为图纸生成键，由此进行程序设定，方便使用者使用，尽量减少操作按键，真正做到边侧边绘图。

具体来说，所述方向调节部件为方向按键，便于一些习惯使用键盘操作方向控制的使用者，此处提供了一种键盘式方向按键的实施例，所述方向按键至少包括上、下、左、右四个方向的按键，还包括集成于方向按键或设置于主体上的确认按键，当然，作为多方向操作时，待测墙面不一定都是直角，也有些是斜角45度墙面，此处，所述方向按键还包括左下、左上、右下和右上四个方向的按键，如此可更大范围地覆盖到墙面角度的多样性，便于测定大部分建筑墙面。

对于平时建筑物墙面的测量时，主体本身具有一定的长度，如当一个墙面的两端均无柱子凸出影响到时，则可以直接将整个主体放到其中一个墙面端部对准另一个墙面端部进行测量，如此是最准确的，因为主体底部有了墙面做支撑，对得整齐，但是当需要测定的墙面的前面被直角柱挡住，或者直接测定直角柱的尺寸时，因为很多直角柱的宽度较小，被直角柱挡住的墙面，如按照无直角柱挡住的墙面的测量方式，有时可能连主体都嵌不进去，或者说直接以主体的端面对准直角柱的外侧端面，就需要通过肉眼来观察是否对整齐了，这样精度就不高了，那么此处，提出了一种解决方案，还包括第二测距起算组件，所述第二测距起算组件包括一测距起点和第二确认开关，所述测距起点位于主体的一侧，所述第二确认开关位于测距起点的位置或位于主体的某一侧，作为具体的实施例中，所述测距起点为在主体上凸出设置的卡台，所述第二确认开关安装于卡台上，并能够在触碰到目标物体后向下触发测距确认工作，此时系统默认测距起算点为测距起点的位置，此处，第二确认开关，也就是下述要讲述的背键，当背键向下按时，系统收到信息，此时计算起点应当从测距起点开始算，而不是主体的端部。

具体来说，所述卡台为L形卡台，其与主体的一侧相互垂直，所述第二确认开关包括背键、背键卡槽、弹簧和电性开关，其中背键卡槽设置于卡台上，所述背键卡槽内设有弹簧和电性开关，所述背键包括顶按压部、外限位部、滑槽部、弹簧限位腔和底限位部，所述背键卡槽的外侧设有卡槽缺口、内侧设有滑轨，其中滑槽部与滑轨相互配合限位滑动，弹簧位于弹簧限位腔内以供背键复位，所述底限位部的上端被滑轨部的底端限位，所述外限位部的下端被卡槽缺口的上端限位，当按压顶按压部将背键向下按时可触发电性开关，此时系统自动识别为第二确认开关开启，激光测距端的起始测距的位置调整为测距起点的位置，如发现某一直角柱时，找到直角柱的端面，然后让背键刚好对准直角柱的端面垂直顶上去，当接触到这个背键后，再往下按就可以触发第二确认开关，此处，为便于理解，第二确认开关为第二确认计算起点的一个开关，而如果是没有使用背键这个功能时，系统默认测距起点是从主体的端部开始测算。

前述所述的遥杆和方向按键均为固定的方向按键，显示端的箭头也只能按照固定的方向在显示，还包括解锁开关和角度调节件，当解锁开关打开时，方向调节部件改为万向调节模式，其向任何方位改变的测距方向均可在显示端作为真实方向显示，并可配合角度调节件对箭头指示方向进行调整，如当测定的某个墙面角度为30度时，采用前述固定的遥杆方向和方向按键是测不出来的，那么此时，配合角度测量仪测出其角度为30度后，可通过遥杆大概先往一个方向拨，当显示端显示出角度与目标角度不一致时，则可通过角度调节件来加减，直到调准。

作为其他可选的实施例中，包括水平陀螺仪，所述主体的主控板上还集成有电子水平陀螺仪，所述水平陀螺仪上集成有角度偏离模块，以用于测算在有障碍物时本激光测距装置还能通过勾股定理测算出实际目标宽度，所述电子水平陀螺仪可通过电子水平气泡的形式显示在显示端处供使用者查看是否水平

本发明专利还公开了一种测距与绘图方法，包括应用前述所述的测距装置(或测距的一个主体)，所述测距装置上设有方向调节部件以及显示端，还包括接收显示终端，所述接收显示终端能够与测距装置连接并接收来自于测距装置上发送过来的图纸并进行显示，接收显示终端优选为手机、平板等移动终端，所述测距方法包括长距测距方法和短距测距方法，所述绘图方法包括固定方向绘图方法以及自由方向测距方法；

所述长距测距方法包括如下步骤：

S1：将装置主体的长度设定为L1，将激光测距端实际测得数据设定为L2；

S2：当欲侧目标墙面宽度大于测距装置主体长度时，选用长距测距方法，测距时，将测距装置主体端部对准墙面的端面或底面，按下测距开关读出数据为L2，系统默认此时该墙面宽度的起始计算点为装置主体的端部，即实际墙面宽度为L1+L2，，即L＝L1+L2。

所述短距测距方法包括如下步骤：

S1：将装置主体中卡台到激光测距端面的长度设定为L3，将激光测距端实际测得数据设定为L2；

S2：当欲侧目标墙面宽度小于测距装置主体长度时或出现转角难以对齐测距装置主体端面时，可选用短距测距方法，测距时，将测距装置主体的卡台对准转角墙面的底侧端部，将测距装置向前顶从而驱使背键向下按，触发第二确认开关，读出数据为L2，系统默认此时该墙面宽度的起始计算点为装置主体的卡台端面，即实际墙面宽度为L3+L2。

所述固定方向绘图方法包括如下步骤：

S1：将遥杆或方向按键的触发点设定为至少上下左右四个固定方向，每个方向分设90度触点扇面触发区域，如遥杆向左摇动或按动左侧方向按键，系统识别到此时激光测距端由右侧往左侧垂直测量，则显示端箭头往左方向指示，当按下确认开关后系统自动在显示端按缩放比例画定直线Z1，并且将直线Z1的测定方向以及数据进行记录，如此时继续测距，如遥杆向下摇动或按动下侧方向按键，系统识别到此时激光测距端由上侧往下侧测量(注意这个方向仅为显示端的显示方向，实际测量需要根据实际场景进行变换，如同一个房间的四个墙面，将其视为一个平面，则内墙为显示端的上端的第一条直线，左侧墙为显示端左侧的直线，右侧墙面为显示端右侧的直线，外侧墙面为显示端下侧直线，当测距场景变成同一面墙的四条边时，以此类推)，此时，则显示端箭头往下方向指示，当按下确认开关后系统自动在显示端按缩放比例画定直线Z2，并且将直线Z3的测定方向以及数据进行记录，以此类推，测定出具有前后位置起始和终点关系的多个墙面的直线距离Z1，Z2直到Zn，以此将所有墙面进行测定和存储，最终得出完整的建筑物各个墙面的宽度数据。

S2：将前述所测的多个直线按前后具有起始和终点关系的直线按照其测定的箭头方向进行绘图，并按照比例缩放在显示端绘制出建筑物整体轮廓图并亮显其尺寸信息并保存，供后续查阅和选择发送。

S3：将前述绘制的命名好的图纸发送到手机APP或电脑端。

所述自由方向绘图方法包括如下步骤：

S1：在主体的一侧设置一个解锁开关和角度调节件，所述解锁开关和角度调节件均与主板电性连接，当解锁开关解锁时，方向调节部件的所有固定方向的限定均消失，显示端的指示箭头遵循遥杆或方向按键实际的一个按动方向，并且可辅助角度调节件进行角度校准，当方向调节部件为遥杆时，遥杆指向的每个方向均被认定为有效方向，此时，角度调节件为独立于遥杆之外的其他按键，如角度相差较远时，可通过角度调节件进行校准，角度调节件可增加和减小角度，以此改变指示箭头的指向方向和最终图纸的轮廓，当方向调节部件为方向按键时，其左右上下四个方向被定为基础方向，其左上、左下、右上、右下四个方向被认定为角度调节件，用于调整测距方向箭头方向，如需要向左侧偏上30度方向测距时，则先按下左侧按键，再按动左上按键，进行增加，每按动一次为1度方向，以此类推。

在所述固定方向绘图方法中的S1中，所述摇杆或方向按键的触发点还包括左上、右上、左下和右下四个方向45度方向的方向触发点，如此八个方向面等分成8个触点扇面，每个触点扇面分管45度扇面面积进行触发或根据常用习惯将常用的方向设置更多面积，如上下左右分别分管60度扇面，左上、右上、左下和右下分别分管30度扇面，也可以将本触点扇面的角度进行自由设置，具体可根据实际应用场景，一般原则是应用频率较高的给予较大的触发面积，以便减少误识别次数。

本发明还公开了一种避障式激光测距方法，包括应用前述所述的测距装置，所述测距装置的主控板上集成有电子水平陀螺仪，所述水平陀螺仪上集成有角度偏离模块，所述测距方法包括如下步骤：

S1：在系统上预设勾股定理测算公式，同时在测距装置主体上预设一个避障开关键。

S2：当发现待测目前墙面前方有障碍物遮挡时，此时无法通过直线测量的方式测得目标墙面的距离，此时可打开避障开关键，将测距装置斜向上测量到对面墙面与本测距装置的斜面，系统通过预设的公式自动计算出目标墙面的真实直线距离。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

(1)本发明通过设置方向调节组件与激光测距的结合，方向调节部件能够根据激光测距端探测的实际方向来改变显示端生成的图纸的测距方向，通过方向调节部件可根据现场实际测距方向，来改变显示端绘图的箭头方向，当确认测得某个数值后，系统自动在显示端生成直线，并记录下该直线的数据和测距方向，最终实现多方向路径的激光测距绘图以及边侧边绘图工作。

(2)本发明通过设置第二测距起算组件，通过设置第二确认开关和测距起点，并巧妙的设计出背键这个功能按键，当触发背键后，系统则自动识别到测算起点是从这个卡台或测距起点的位置开始计算而不是主体端部，对于遇到待测目标宽度小于主体或是被某些直角柱挡住的场景时，采用本组件，可更加精确的测距。

(3)本发明在某些非常规角度的墙面绘图测距时，还通过设置一个解锁开关和角度调节件的部件，打开解锁开关后，通过摇杆对大概方向的拨动，并配合角度调节件的辅助修改角度，可解决很多非常规角度墙面的测距和绘图工作。

(4)本发明还通过公开了多种测距方法和绘图方法，其中包括了长距测距方法、短距测距方法、固定方向绘图方法以及自由方向绘图方法等来配合本主体或本测距装置的测距工作，十分实用。

附图说明

图1：为本发明专利测距装置主体分解图；

图2：为本发明专利测距装置主体装配图一；

图3：为本发明专利测距装置主体装配图二；

图4：为本发明专利测距装置主体装配图三；

图5：为本发明专利中第二确认开关中背键结构图；

图6：为本发明专利测距方法中长距测距方法示意图；

图7：为本发明专利测距方法中短距测距方法示意图；

图8：为本发明专利避障式激光测距方法中示意图；

图9-图12：为本发明激光测距与绘图及其显示示意图；

图中：主体1、显示端11、激光测距端12、方向调节部件13、确认按键14、第二测距起算组件2、测距起点/卡台100、第二确认开关200、背键110、背键卡槽120、弹簧130、电性开关140、顶按压部111、外限位部112、滑槽部113、弹簧限位腔114、底限位部115、卡槽缺口116、滑轨117、解锁开关15。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

参考图1至图12：

先参考图1-图4，实施例1：本发明专利公开了一种激光测距装置，包括主体1，所述主体1上设有显示端11和激光测距端12，显示端11通常采用显示屏显示，激光测距端12优选采用红外激光测距组件进行测距，其红外线发射和接收端均位于主体1的端部，所述主体1上还设有与主控板电性连接的方向调节部件13，所述方向调节部件13能够根据激光测距端12探测的实际方向来改变显示端11生成的图纸的测距方向，即通过方向调节部件13可根据现场实际测距方向，来改变显示端11绘图的箭头方向，如由左往右测距时，摇杆由左往右拨动，当确认测得某个数值后，系统自动在显示端11生成第一条直线，并记录下该直线的数据和测距方向，如此以此类推测量剩余的所有整个建筑墙面的数据以及测距方向，最终实现多方向路径的激光测距绘图和以及边侧边绘图工作。

参考图2，具体来说，此处，所述方向调节部件13为遥杆，遥杆可采用市面上通用的遥杆电子元件，其元件主体1与主板电性连接，遥杆操作端则突出在主体1外侧，方便手操作遥杆，所述遥杆安装于显示端11的一侧，还包括集成于遥杆上或设置于主体1上的确认按键14，当测定好一个数值后，可按下确认按键14，当然此处，主体1上还有激光测距端12的控制按钮，控制当前该次激光测距。

具体来说，所述方向调节部件13为方向按键(图未示)，便于一些习惯使用键盘操作方向控制的使用者，此处提供了一种键盘式方向按键的实施例，所述方向按键至少包括上、下、左、右四个方向的按键，还包括集成于方向按键或设置于主体1上的确认按键14，当然，作为多方向操作时，待测墙面不一定都是直角，也有些是斜角45度墙面，此处，所述方向按键还包括左下、左上、右下和右上四个方向的按键，如此可更大范围的覆盖到墙面角度的多样性，便于测定大部分建筑墙面。

参考图1图3和图5，实施例2：对于平时建筑物墙面的测量时，主体1本身具有一定的长度，如当一个墙面的两端均无柱子凸出影响到时，则可以直接将整个主体1放到其中一个墙面端部对准另一个墙面端部进行测量，如此是最准确的，因为主体1底部有了墙面做支撑，对得整齐，但是当需要测定的墙面的前面被直角柱挡住，或者直接测定直角柱的尺寸时，因为很多直角柱的宽度较小，被直角柱挡住的墙面，如按照无直角柱挡住的墙面的测量方式，有时可能连主体1都嵌不进去，或者说直接以主体1的端面对准直角柱的外侧端面，就需要通过肉眼来观察是否对整齐了，这样精度就不高了，那么此处，提出了一种解决方案，还包括第二测距起算组件2，所述第二测距起算组件2包括一测距起点100和第二确认开关200，所述测距起点100位于主体1的一侧，所述第二确认开关200位于测距起点100的位置或位于主体1的某一侧，作为具体的实施例中，所述测距起点100为在主体1上凸出设置的卡台，所述第二确认开关200安装于卡台上，并能够在触碰到目标物体后向下触发测距确认工作，此时系统默认测距起算点为测距起点100的位置，此处，第二确认开关200，也就是下述要讲述的背键110，当背键110向下按时，系统收到信息，此时计算起点应当从测距起点100开始算，而不是主体1的端部。

参考图1，具体来说，所述卡台为L形卡台，其与主体1的一侧相互垂直，所述第二确认开关200包括背键110、背键卡槽120、弹簧130和电性开关140，其中背键卡槽120设置于卡台上，所述背键卡槽120内设有弹簧130和电性开关140，所述背键110包括顶按压部111、外限位部112、滑槽部113、弹簧限位腔114和底限位部115，所述背键卡槽120的外侧设有卡槽缺口116、内侧设有滑轨117，其中滑槽部113与滑轨117相互配合限位滑动，弹簧130位于弹簧限位腔114内以供背键110复位，所述底限位部115的上端被滑轨117部的底端限位，所述外限位部112的下端被卡槽缺口116的上端限位，当按压顶按压部111将背键110向下按时可触发电性开关140，此时系统自动识别为第二确认开关200开启，激光测距端12的起始测距的位置调整为测距起点100的位置，如发现某一直角柱时，找到直角柱的端面，然后让背键110刚好对准直角柱的端面垂直顶上去，当接触到这个背键110后，再往下按就可以触发第二确认开关200，此处，为便于理解，第二确认开关200为第二确认计算起点的一个开关，而如果是没有使用背键110这个功能时，系统默认测距起点100是从主体1的端部开始测算。

实施例3：前述所述的摇杆和方向按键均为固定的方向按键，显示端11的箭头也只能按照固定的方向在显示，还包括解锁开关15和角度调节件(图未示)，当解锁开关15打开时，方向调节部件13改为万向调节模式，其向任何方位改变的测距方向均可在显示端11作为真实方向显示，并可配合角度调节件对箭头指示方向进行调整，如当测定的某个墙面角度为30度时，采用前述固定的遥杆方向和方向按键是测不出来的，那么此时，配合角度测量仪测出其角度为30度后，可通过遥杆大概先往一个方向拨，当显示端11显示出角度与目标角度不一致时，则可通过角度调节件来加减，直到调准。

本发明专利还公开了一种测距与绘图方法，包括应用前述所述的测距装置(或测距的一个主体1)，所述测距装置上设有方向调节部件13以及显示端11，还包括接收显示终端，所述接收显示终端能够与测距装置连接并接收来自测距装置上发送过来的图纸并进行显示，接收显示终端优选为手机、平板等移动终端，所述测距方法包括长距测距方法和短距测距方法，所述绘图方法包括固定方向绘图方法以及自由方向测距方法；

参考图6，所述长距测距方法包括如下步骤：

S1：将装置主体的长度设定为L1，将激光测距端12实际测得数据设定为L2；

S2：当欲侧目标墙面宽度大于测距装置主体长度时，选用长距测距方法，测距时，将测距装置主体端部对准墙面的端面或底面，按下测距开关读出数据为L2，系统默认此时该墙面宽度的起始计算点为装置主体的端部，即实际墙面宽度为L1+L2。

参考图6，所述短距测距方法包括如下步骤：

S1：将装置主体中卡台到激光测距端12面的长度设定为L3，将激光测距端12实际测得数据设定为L2；

S2：当欲侧目标墙面宽度小于测距装置主体长度时或出现转角难以对齐测距装置主体端面时，可选用短距测距方法，测距时，将测距装置主体的卡台对准转角墙面的底侧端部，将测距装置向前顶从而驱使背键110向下按，触发第二确认开关200，读出数据为L2，系统默认此时该墙面宽度的起始计算点为装置主体的卡台端面，即实际墙面宽度为L3+L2。

所述固定方向绘图方法包括如下步骤：

S1：参考图9-12，将遥杆或方向按键的触发点设定为至少上下左右四个固定方向，每个方向分设90度触点扇面触发区域，如遥杆向左摇动或按动左侧方向按键，系统识别到此时激光测距端12由右侧往左侧垂直测量，则显示端11箭头往左方向指示，当按下确认开关后系统自动在显示端11按缩放比例画定直线Z1，并且将直线Z1的测定方向以及数据进行记录，如此时继续测距，如摇杆向下摇动或按动下侧方向按键，系统识别到此时激光测距端12由上侧往下侧测量，则显示端11箭头往下方向指示，当按下确认开关后系统自动在显示端11按缩放比例画定直线Z2，并且将直线Z3的测定方向以及数据进行记录，以此类推，测定出具有前后位置起始和终点关系的多个墙面的直线距离Z1，Z2直到Zn，以此将所有墙面进行测定和存储，最终得出完整的建筑物各个墙面的宽度数据。

S2：将前述所测的多个直线按前后具有起始和终点关系的直线按照其测定的箭头方向进行绘图，并按照比例缩放在显示端11绘制出建筑物整体轮廓图并亮显其尺寸信息并保存，供后续查阅和选择发送。

S3：将前述绘制的命名好的图纸发送到手机APP或电脑端。

所述自由方向绘图方法包括如下步骤：

在主体的一侧设置一个解锁开关和角度调节件，所述解锁开关和角度调节件均与主板电性连接，当解锁开关解锁时，方向调节部件的所有固定方向的限定均消失，显示端的指示箭头遵循遥杆或方向按键实际的一个按动方向，并且可辅助角度调节件进行角度校准，当方向调节部件为遥杆时，遥杆指向的每个方向均被认定为有效方向，此时，角度调节件为独立于遥杆之外的其他按键，如角度相差较远时，可通过角度调节件进行校准，角度调节件可增加和减小角度，以此改变指示箭头的指向方向和最终图纸的轮廓，当方向调节部件为方向按键时，其左右上下四个方向被定为基础方向，其左上、左下、右上、右下四个方向被认定为角度调节件，用于调整测距方向箭头方向，如需要向左侧偏上30度方向测距时，则先按下左侧按键，再按动左上按键，进行增加，每按动一次为1度方向，以此类推。

在所述固定方向绘图方法中的S1中，所述摇杆或方向按键的触发点还包括左上、右上、左下和右下四个方向45度方向的方向触发点，如此八个方向面等分成8个触点扇面，每个触点扇面分管45度扇面面积进行触发或根据常用习惯将常用的方向设置更多面积，如上下左右分别分管60度扇面，左上、右上、左下和右下分别分管30度扇面，也可以将本触点扇面的角度进行自由设置，具体可根据实际应用场景，一般原则是应用频率较高的给予较大的触发面积，以便减少误识别次数。

本发明还公开了一种避障式激光测距方法，包括应用前述所述的测距装置，所述测距装置的主控板上集成有电子水平陀螺仪，所述水平陀螺仪上集成有角度偏离模块，所述测距方法包括如下步骤：

S1：在系统上预设勾股定理测算公式，同时在测距装置主体上预设一个避障开关键。

S2：当发现待测目前墙面前方有障碍物遮挡时，此时无法通过直线测量的方式测得目标墙面的距离，此时可打开避障开关键，将测距装置斜向上测量到对面墙面与本测距装置的斜面，系统通过预设的公式自动计算出目标墙面的真实直线距离。

如图8所示，房屋内真实的目标墙面距离是L3，当时房间内有柜子遮挡住了，垂直测量时测定的L1是个无效数据，故启用避障开关键，此时系统进入避障测距模式，此时将测距装置主体对准障碍物上方位置，属于目标墙面的位置，激光到达后，按下确认键，角度偏移模块自动测量出测距装置主体偏离水平的角度预设为∠A，长度为L2，那么实际目标墙面距离L3＝COS∠A*L2，系统自动得出真实的直线距离数据。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。