本發明專利技術公開了一種二自由度激光掃描方法及中空式數控云臺，其掃描方法包括步驟：一、掃描目標點設定：在預先設定掃描區域內選取N個地面點作為目標點；二、目標點三維坐標確定：對所選取N個目標點的三維坐標分別進行確定；三、自動掃描；其中空式數控云臺包括二自由度云臺，二自由度云臺包括柜體和安裝在柜體上且內部中空的水平旋轉平臺，激光器安裝在柜體內，水平旋轉平臺內安裝有對激光器所發出激光光束進行反射且由俯仰調整機構帶動在豎直面上進行上下旋轉的反光鏡。本發明專利技術設計合理、操作簡便且實現方便、使用效果好，能解決現有二自由度云臺使用時存在的必須在現場進行很復雜、很精密的坐標標定、激光光斑位置計算結果精度較低等問題。
【技術實現步驟摘要】
【技術保護點】
一種二自由度激光掃描方法，其特征在于該方法包括以下步驟：步驟一、掃描目標點設定：在預先設定的激光器（1）的掃描區域內選取N個地面點作為目標點，其中N≥3；所述激光器（1）安裝于二自由度云臺上；步驟二、目標點三維坐標確定：對步驟一中所選取N個所述目標點的三維坐標分別進行確定，并根據預先設計的掃描先后順序對N個所述目標點進行編號，N個所述目標點按照掃描先后順序由先至后分別為目標點P1、目標點P2、…、目標點PN；其中，N個所述目標點三維坐標的確定方法均相同；對于N個目標點中任一個目標點Pi的三維坐標（xi,yi,zi）進行確定時，先手動調整所述二自由度云臺的水平調整機構和俯仰調整機構并使得激光器（1）所發出激光光束投射至目標點Pi上，此時所述水平調整機構的水平轉角為ui且所述俯仰調整機構的俯仰角為vi；之后，控制器（2）根據公式zi=di·sinui·sinviyi=zi-di·cosvi·cosuixi=yi+di·cosui·sinvi,計算得出xi、yi和zi；其中，i為正整數且i=1、2、…、N；式中，di為所述激光器（1）所發出激光光束投射至目標點Pi上時的投射距離；所述水平調整機構和所述俯仰調整機構均由控制器（2）進行控制；步驟三、自動掃描，過程如下：步驟301、手動調整至初始掃描位置：手動調整所述二自由度云臺的水平調整機構和俯仰調整機構并使得激光器（1）所發出激光光束投射至目標點P1上，此時所述水平調整機構的水平轉角為u1且所述俯仰調整機構的俯仰角為v1；步驟302、由目標點Pk自動掃描至目標點Pk+1：待激光器（1）所發出激光光束投射至目標點Pk上時，控制器（2）調用直線插補模塊獲取由目標點Pk至目標點Pk+1的掃描點運動軌跡，并相應獲得該掃描點運動軌跡上 各掃描點的三維坐標；之后，所述控制器（2）將各掃描點的三維坐標均轉換為極坐標，并獲得與各掃描點的三維坐標對應的極坐標；然后，所述控制器（2）根據與各掃描點的三維坐標對應的極坐標對所述水平調整機構和所述俯仰調整機構進行控制，并相應帶動激光器（1）由先至后對該掃描點運動軌跡上各掃描點分別進行掃描，待激光器（1）所發出激光光束投射至目標點Pk+1上時完成由目標點Pk至目標點Pk+1的自動掃描過程；其中，k為正整數且k=1、2、…、N?1；由目標點Pk至目標點Pk+1進行自動掃描過程中，所述掃描點運動軌跡上前后相鄰兩個掃描點之間的時間間隔均相同；所述掃描點運動軌跡上所有掃描點的坐標轉換方法均相同，對于所述掃描點運動軌跡上任一個掃描點的三維坐標（xm,ym,zm）進行轉換時，根據公式um=arctan2xm-ymym+xmvm=arctanzm+ymxm2+ym2+zm2,計算得出激光光束投射至該掃描點時所述水平調整機構的水平轉角為um且所述俯仰調整機構的俯仰角為vm，其中（um,vm）為三維坐標（xm,ym,zm）對應的極坐標；步驟303、多次重復步驟302，直至完成由目標點PN?1至目標點PN的自動掃描過程；步驟304、回復初始掃描位置：控制器（2）根據水平轉角u1和俯仰角v1對所述水平調整機構和所述俯仰調整機構進行控制，并使得激光器（1）所發出激光光束投射至目標點P1上；步驟305、返回步驟302，進行下一次掃描。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：陳宜俊，趙炳坤，王瑋，
申請(專利權)人：西安康柏自動化工程有限責任公司，
類型：發明
國別省市：
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