一种空间测量装置及其测量方法与流程

1.本发明涉及空间测量技术领域，具体为一种空间测量装置及其测量方法。


背景技术：

2.测量是按照某种规律，用数据来描述观察到的现象，即对事物作出量化描述。测量是对非量化实物的量化过程。在机械工程里面，测量指将被测量与具有计量单位的标准量在数值上进行比较，从而确定二者比值的实验认识过程。测量其实是一个比较的过程，即被测量物理量与标准量的一个比较。
3.在货物运输、仓库管理等活动中，常需要对所在的空间进行测量，使得使用者能够快速且准确的对所在区域货物管理，而现有的空间测量方法，只能粗滤的计算出空间大小，且需要耗费一定量的人力与物力，不利于正常使用，且已经存有货物的区域不能够快速且有效的对其剩余空间进行测量。鉴于此，我们提出了一种空间测量方法。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种空间测量装置及其测量方法，解决了上述背景技术提到的现有不方便对空间利用率进行测量的问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一种空间测量装置，包括底座，所述底座的侧壁上贯穿且固定有旋转电机，旋转电机的输出轴的端部固定有呈十字状的固定板，且固定板通过螺栓与连接板相固定，连接板通过螺栓与测量设备相固定，所述连接板的一端通过螺栓固定有挡板。
9.优选的，所述测量设备上卡接有保护外壳。
10.优选的，所述底座的侧壁上通过螺栓固定有对固定板的进行防护的防护垫，且防护垫的厚度略大于固定板的厚度，所述防护垫靠近测量设备的一侧通过螺栓固定有密封垫。
11.一种空间测量方法，所述空间测量方法包括以下步骤：
12.s1、现场测量，现场测量设备对现场进行测量，采用雷达方式、摄像头方式或雷达和摄像头组合的方式对现场进行测量。
13.s2、数据传输，现场测量设备将测得的数据通过据传输通道上报至云服务平台。
14.s3、云服务平台采用空间算法对上报的数据进行计算，所述空间算法包括如下步骤：
15.三维空间坐标的形成。
16.三维坐标转换计算：x＝r*sinφcosθ，
17.y＝r*sinφsinθ，
18.z＝r*cosφ。
19.基于曲面拟合，利用最小二乘算法为点云数据，通过某点确定一个子区域，在该子区域内，移动最小二乘法是根据区域内的空间点加权拟合方程，并根据拟合方程解算这一点的坐标。使用移动最小二乘法拟合点云曲面可以看作是一个插值的过程，每一次插值都对应着一次加权最小二乘的方程拟合，得一个逼近曲面的结果。
20.s4、通过空间算法计算得出空间的使用率。
21.优选的，s3中建立三维空间坐标需以测量设备为基准，测量设备在z轴面上基于tof原理，得到极角φ与极半径r，测量设备上安装有调控其角度的直线电机。
22.优选的，所述测量设备在x和y的平面中旋转的角度记为θ。
23.优选的，s1中雷达方式对现场测量时，雷达先做三维空间扫描，并形成云图像数据，经过数据处理(空间坐标转换)从而得到空间的时间使用情况。
24.优选的，s1中摄像头方式对现场测量时，摄像头按照空间区域进行标定并对采集数据和当前堆放侵占的数据进行对比，然后经过数据处理(空间坐标转换)从而得到空间的时间使用情况。
25.优选的，s1中雷达和摄像头组合的方式通过雷达和摄像头共同进行数据采集，具有将采集到的两组数据融合到一张点云数据上和将采集到两组数据分开处理两种方式对数据进行处理。
26.优选的，所述云服务平台中设置有终端用户，云服务平台通过数据传输通道对现场进行控制、查询和基本维护。
27.优选的，所述数据传输通道包括但不限于rs458、wifi、lora、蓝牙、以太网、移动互联网(2g、3g、4g、5g、cat1、nbiot)。
28.优选的，所述现场测量设备中设置有供电系统对其进行电力供应。
29.(三)有益效果
30.本发明提供了一种空间测量装置及其测量方法。具备以下有益效果：
31.(1)、该空间测量装置及其测量方法，通过设置有空间算法，能够有效且快速的对空间进行测量，具有空间使用率无感化统计的优点，能够帮助使用者快速的了解使用场所的空间利用率，从而有利于使用者对使用场所进行安排和统计，且可通过网络传输的方式对空间进行实时的统计，有效的提升了空间测量的效率。通过云服务平台能够帮助使用者快速的对使用场所的利用率进行监测，方便对其进行二次的空间策划。
附图说明
32.图1为本发明系统流程示意图；
33.图2为本发明三维空间坐标示意图；
34.图3为本发明原理计算示意图；
35.图4为本发明检测结果示意图；
36.图5为本发明测量装置结构示意图。
37.图中：1、底座；2、固定板；3、密封垫；4、连接板；5、测量设备；6、保护外壳；7、挡板；8、防护垫。
具体实施方式
38.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.请参阅图1-图5，本发明提供一种技术方案：
40.一种空间测量装置，包括底座1，底座1的侧壁上贯穿且固定有旋转电机，旋转电机的输出轴的端部固定有呈十字状的固定板2，且固定板2通过螺栓与连接板4相固定，连接板4通过螺栓与测量设备5相固定，连接板4的一端通过螺栓固定有挡板7，挡板7位于测量设备5的下方，对测量设备5起到屏蔽作用，避免下方的旋转电机在运作的过程中对测量设备5造成影响，极大程度上提高了测量的准确率。测量设备5上卡接有保护外壳6，保护外壳6能够对测量设备5起到保护作用，且本装置中测量设备5采用摄像头或雷达装置，实现相关的数据测量。
41.在本实施例中，底座1的侧壁上通过螺栓固定有对固定板2的进行防护的防护垫8，且防护垫8的厚度略大于固定板2的厚度，防护垫8靠近测量设备5的一侧通过螺栓固定有密封垫3，防护垫8与固定板2之间的区域，涂抹有一定的润滑油，使得装置在使用的过程中，具有良好的润滑和散热效果，密封垫3则能够对润滑区域进行密封，避免灰尘或其他杂物落入其中，保障装置能够正常稳定的运作。启动旋转电机，能够带动呈十字状的固定板2进行旋转，从而实现测量设备5进行旋转，使得测量设备5能够进行相关的三维测量。
42.一种空间测量方法，空间测量方法包括以下步骤：
43.s1、现场测量，现场测量设备对现场进行测量，采用雷达方式、摄像头方式或雷达和摄像头组合的方式对现场进行测量，现场测量设备中设置有供电系统对其进行电力供应，且电力供应可为蓄电式，能够适用于无市电的区域，有效的提升了适用的范围。
44.s2、数据传输，现场的摄像头或雷达设备将测得的数据通过据传输通道上报至云服务平台。
45.s3、云服务平台采用空间算法对上报的数据进行计算，空间算法包括如下步骤：
46.三维空间坐标的形成。
47.三维坐标转换计算：x＝r*sinφcosθ，
48.y＝r*sinφsinθ，
49.z＝r*cosφ。
50.基于曲面拟合，利用最小二乘算法为点云数据，通过某点确定一个子区域，在该子区域内，移动最小二乘法是根据区域内的空间点加权拟合方程，并根据拟合方程解算这一点的坐标。使用移动最小二乘法拟合点云曲面可以看作是一个插值的过程，每一次插值都对应着一次加权最小二乘的方程拟合，得一个逼近曲面的结果，且该空间算法的原理如图3所示。
51.s4、通过空间算法计算得出空间的使用率。
52.在求解得到系统函数后，拟合出来的点数据是多于采集的点数据的，由于空间测量曲面的连续性。在这个过程中，本方案中删除了异常突出点，得到的结果如图4所示。
53.本实施例中，建立三维空间坐标需以摄像头或雷达设备为基准，摄像头或雷达设
备在z轴面上基于tof原理，得到极角φ与极半径r，测量设备上安装有调控其角度的直线电机。摄像头或雷达设备在x和y的平面中旋转的角度记为θ。
54.其中，测量设备不同的角度θ和测量设备不同的角度φ与极半径r，得到的数据如下：
55.xyz振幅10340-248962210470-250062210570-249659810680-249561010800-249762410930-250060511040-249762111170-250062311270-249660711390-249761411510-249862811670-250563511730-249360911860-249460611960-2491630
56.且得到的坐标系如图2所示。
57.本实施例中，雷达方式对现场测量时，雷达先做三维空间扫描，并形成云图像数据，经过数据处理(空间坐标转换)从而得到空间的时间使用情况。摄像头方式对现场测量时，摄像头按照空间区域进行标定并对采集数据和当前堆放侵占的数据进行对比，然后经过数据处理(空间坐标转换)从而得到空间的时间使用情况。雷达和摄像头组合的方式通过雷达和摄像头共同进行数据采集，具有将采集到的两组数据融合到一张点云数据上和将采集到两组数据分开处理两种方式对数据进行处理。
58.本实施例中，云服务平台中设置有终端用户，云服务平台通过数据传输通道对现场进行控制、查询和基本维护。数据传输通道包括但不限于rs458、wifi、lora、蓝牙、以太网、移动互联网(2g、3g、4g、5g、cat1、nbiot)。
59.该空间测量装置及其测量方法，通过设置有空间算法，能够有效且快速的对空间进行测量，具有空间使用率无感化统计的优点，能够帮助使用者快速的了解使用场所的空间利用率，从而有利于使用者对使用场所进行安排和统计，且可通过网络传输的方式对空间进行实时的统计，有效的提升了空间测量的效率。通过云服务平台能够帮助使用者快速的对使用场所的利用率进行监测，方便对其进行二次的空间策划。
60.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。