文档介绍：“室内激光测距测高仪”的设计
编者按:学习知识→将知识内化为技能→通过实践操作深化对知识的理解→实现创新,如大多数教育者和学习者都可将这一过程无限循环下去,那么文化迁移之后必将会引领中国制造业创造更大的价值。
目前,激光测距仪广泛应用于农业、地质、气象、军事、建筑、机器人等多个领域,具有重量轻、体积小、操作简单、快速准确等优点。但由于自身工作原理或者复杂的结构,也导致了激光测距仪有着明显的不足,如设计复杂,成本昂贵,易产生误差等。针对激光测距仪的诸多不足,温州中学郑一粟同学对其进行了改进,设计出了激光测距测高仪。
●创新点
相比传统的激光测距仪,激光测距测高仪还是有着比较明显的优势与创新之处的:①设计简单、配件少、简单易做、成本低廉,每件约为200元;②该装置内设三个激光灯,同时发射,一次操作即可得到多个结果;④该装置的设计特点使其容易避开水、玻璃等影响激光传播的介质,以减少误差;④测量的是两点之间的夹角,只要能看到被测量物的首尾两个端点即可操作,不受测量物表面状况的影响。
●方案设计与实施
激光测距测高仪并没有利用激光往返的时间来测量长度,而是测量激光束形成的角度,利用激光灯所旋转过的角度计算高度和水平距离,适用于大型建筑物的室内空间测量。
如图1所示,仪器上定点安装一个Arduino单片机和三个激光投射灯(分别置于激光点一、激光点二和激光点三)。工作时,激光点一和激光点二的激光同时射向被测物体的一端,激光点三的激光则射向被测物体的另一端。三个激光灯之间的距离为已知,分别为a、b,激光灯所转过的角度值可由角度传感器直接得出,分别为1、2、3。然后运用数学原理即可得出h(被测物体的高度)与x(测