一種水準尺制造技術

一種水準尺，尺身上裝有氣泡式水準器（７），尺面制有等間隔刻劃（２）和數字標注（３），等間隔刻劃（２）含有兩個矩形條和一個Ｅ字（５），其特征是：等間隔刻劃（２）上劃制有含對應數字標注內容的標注條碼（４）。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于測量領域，特別是涉及一種水準尺。
技術介紹
水準測量的基本原理是用水準儀的水平視線照準垂直豎立在兩點上的標尺讀數來測定兩點間的高差。水準測量有光學水準測量和數字水準測量兩種方法。光學水準測量是目前使用的最多、可滿足各種等級的水準測量方法，測量時使用光學水準儀和等間隔刻劃水準尺。光學水準測量用的水準尺是在尺身上制有等間隔刻劃和對刻劃的高度的數字標注，為了便于識別等間隔刻劃又有幾種不同的圖案。用光學水準儀進行測量時，首先將水準儀安裝在三腳架上，并根據氣泡式水準器調平水準儀，在照準水準尺并調焦清楚后，根據水準儀分劃板上的中絲在水準尺上的位置，按數字標注讀取高度的大的讀數部分(米和分米)，再根據中絲與水準尺刻劃的相對距離讀取小的讀數部分(厘米和毫米，以及小于毫米的部分)。根據水準儀分劃板上的上絲和下絲讀取的讀數，按相似三角形的原理即可計算水準儀與水準尺的距離。根據不同位置的水準尺的中絲的讀數就可獲得不同位置高度的差值。光學水準測量主要由人工完成讀數，因此測量的結果會帶有觀測者造成的誤差，而且速度較慢。由于測量結果記錄在紙介質上，這樣一方面需要由人工將數據錄入計算機進行計算，這樣費時又費力，而且容易出現記錄差錯，而且這種水準尺不便于直接用于數字水準測量。數字水準測量是新出現的水準測量方法，可滿足各種等級的水準測量，測量時使用數字水準儀和條碼水準尺。條碼水準尺在尺身上制有按某種方案編碼的非等間隔的條碼刻劃，而且沒有數字標注。用數字水準儀進行測量時，首先將水準儀安裝在三腳架上，并根據氣泡式水準器調平水準儀，在照準水準尺并調焦清楚后，用計算機控制圖像采集裝置獲得視場中的水準尺的圖像，根據獲得的圖像、水準尺的編碼方案以及相應的處理方法求得高度和距離。目前的數字水準測量方法有徠卡公司的相關法數字水準測量的條碼水準尺、蔡司公司的幾何法數字水準測量的條碼水準尺、拓普康公司的相位法數字水準測量的條碼水準尺、索佳公司的RAB數字水準測量的條碼水準尺。數字水準測量由于測量是由機器自動完成的，因此結果穩定，速度較快，而且測量結果是存在水準儀的計算機中的數字結果，可以直接傳輸到其它計算機以供處理、保存，不會出現差錯，并且可在測量現場進行某些計算處理。條碼水準尺不能進行人工測量，而且制作工藝復雜，成本很高。由于我國現有的測量規范、儀器檢測規范都需要進行修改，才能適應這些數字水準儀和條碼水準尺，這是需要投入大量的人力和物力的去研究它們的特點。而且，我國的水準尺和配套設備的相關生產廠商，在長期的生產中已投入了大量的資源(人力、物力和財力)，在這個行業中已積累了豐富的相關技術。如果完全采用目前市場上的數字水準儀和條碼水準尺，首先就必須再投入大量的資金進行研發，而且已積累起來的技術和生產設備中的一部分就會喪失其價值。
技術實現思路
針對上述不足，本技術的目的在于提供一種即能實現水準測量的數字化，又能充分利用已有的資源，即可用于數字水準測量，又可用于光學水準測量用的水準尺。為了實現上述目的，本技術提供的技術方案是一種水準尺，尺身上裝有氣泡式水準器7，尺面制有等間隔刻劃2和數字標注3，等間隔刻劃2含有兩個矩形條和一個E字5，其特征是等間隔刻劃2上劃制有含對應數字標注內容的標注條碼4。標注條碼4為非等間隔的標注條碼。等間隔刻劃的E字的上橫劃或中橫劃或下橫劃制有標注條碼4。標注條碼4還可劃制在矩形條處。本技術的水準尺采用尺身上裝有氣泡式水準器7，尺面制有等間隔刻劃2和對刻劃高度的數字標注3，等間隔刻劃2含有兩個矩形條和一個E字5的結構，可用于光學水準測量。本技術的水準尺同時還采用等間隔刻劃2上劃制有含對應數字標注內容的標注條碼4，可用于數字水準測量。本技術即能實現水準測量的數字化，又能充分利用已有的資源，即可用于數字水準測量，又可用于光學水準測量。不同的水準尺的比較如下，常規水準尺用于光學水準測量，測量主要由人工完成讀數，因此測量的結果會帶有觀測者造成的誤差，而且速度較慢。這種水準尺就是為人工觀測設計的，故不便用于自動水準測量的數字水準測量。采用現有數字水準測量方法進行測量是由機器自動完成的，因此結果穩定，速度較快，而且測量結果是存在水準儀的計算機中的數字結果，可以直接傳輸到其它計算機以供處理、保存，而又不會出現差錯。缺點是數字水準儀和條碼水準尺的價格昂貴，而且我國現有的測量規范、儀器檢測規范都需要進行修改，以適應這些數字水準儀和條碼水準尺，這是需要投入大量的人力和物力的。采用本技術的水準尺進行水準測量即能實現水準測量的數字化，同樣達到測量精度，又能充分利用已有的資源，保護已有的投資，而且具有價格優勢，價格的比較見下表。 附圖說明圖1為水準尺結構示意圖；圖中1.水準尺，2.等間隔刻劃，3.數字標注，4.標注條碼，5.E字，6.水準尺邊沿，7.氣泡式水準器。具體實施方式如圖1所示，本技術的水準尺1，水準尺1尺身的材料采用目前水準尺采用的材料，在長條型的尺面上制有等間隔刻劃2，等間隔刻劃旁有數字標注3，數字標注采用阿拉伯數字；數字標注3附近劃制有含有數字標注內容的標注條碼4，標注條碼4制作在E字5的下橫劃處，水準尺1尺身上裝有氣泡式水準器7。水準尺1尺身采用長條形、不易變形的材料制成，如銦鋼、玻璃鋼、低精度的尺可以采用優質木材或鋁合金等材料。在尺身上制有等間隔刻劃2，在等間隔刻劃2旁有數字標注3，數字標注3表明等間隔刻劃2的某一根刻劃的某一邊緣的高度，即XX分米或XXX厘米，數字標注3采用阿拉伯數字。在數字標注3的附近用含有數字標注3內容的標注條碼4進行表示，以供自動識別。等間隔刻劃2以厘米為單位，每分米部分包括兩個矩形條和一個E字5。標注條碼4按二進制，根據對應的數字標注的內容進行編碼。被印制(或刻劃)在E字5的下橫劃處，并保留E字5的下橫劃的一部分，以便于小讀數測量。進行數字水準測量時，首先將水準儀安裝在三腳架上，并根據氣泡式水準器調平水準儀，在照準水準尺1并調焦清楚后，根據水準尺1尺身上裝有氣泡式水準器7使得水準尺1的軸線與垂線平行。計算機在接收到測量命令后，控制圖像采集裝置從面陣圖像傳感器獲得目鏡視場中的包含水準尺1的圖像。首先根據水準尺邊沿6為兩條平行的長直線的特點，用圖像處理技術將水準尺1的圖像從整個圖像中分離出來，即去除背景圖像。在獲得的圖像中確定水準尺1中的E字5的位置，并根據E字5的位置，以及E字5的下橫劃的位置，確定標注條碼4的位置。從圖像中E字5的下橫劃的位置取出標注條碼4的圖像，根據標注條碼4的圖像經譯碼后，獲得標注的內容，即獲得視線高度的大讀數。根據標注條碼4與等間隔刻劃2的關系，獲得等間隔刻劃2的圖像，根據等間隔刻劃2與水平視線的距離，可以計算出水平視線處的視線高度的小讀數。合并大讀數和小讀數，即獲得了水平視線處的精確的視線高度數據。由于水準尺1的等間隔刻劃2的實際的尺寸是已知的，根據已知的尺寸與圖像中相應的部分的像方數據，按相似三角形的原理可以計算出水準儀與水準尺1的距離。本水準尺同樣可以用于光學水準測量。標注條碼4還可劃制在矩形條或者E字5的上、中橫劃處，并保留原圖案的一部分，以便于小讀數測量。權利要求1.一種水準尺，尺身上裝有氣泡式水準器(7)，尺面制有等間隔本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙珞成，
申請(專利權)人：武漢大學，
類型：實用新型
國別省市：