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申请/专利权人：西安邮电大学

摘要：本发明涉及一种垂直落高落速检测系统。包括激光位移传感器、二维角度调整台、水平仪、竖板、横板和支撑悬臂。其中激光位移传感器通过螺丝固定在竖板上，竖板通过螺栓和横板连接，同时横板上设置水平仪，并固定在二维角度调整台的工作台上，二维角度调整台固定在支撑悬臂上，使得激光位移传感器距离地面存在一定的距离。系统安装完毕后，通过调整二维角度调整台，观察水平仪，使得激光位移传感器的出射光保为垂直方向。检测时，使得落锤位于激光位移传感器正下方，保证出射光般能够照射在落锤表面。然后使得落锤垂直方向自由下落，根据激光位移传感器对落锤下落轨迹的跟踪测量，结合落高检测算法和落速检测算法，计算出落锤的下落高度和落地时的瞬时下落速度。本发明仅使用一个激光位移传感器，结合提出的检测算法，使得落高和落速测量精度高于传感器自身精度，实现了低成本高精度的落高和落速测量。

主权项：1.一种落速测量方法，其特征在于：该方法包括以下步骤，1将落锤置于垂直落高落速测量系统的激光位移传感器下侧，使得激光位移传感器的出射光能够照射在落锤上，打开激光位移传感器，开始记录落锤的下落轨迹数据，2使落锤做自由落体垂直下落，直到接触地面达到平稳状态，停止测量，得到落锤下落轨迹测量数据，记为Li,i＝0,1,…,N，共N+1个测量值，3从i＝0开始遍历i＝0,1,…,N-5，计算ΔLi+5,i＝Li+5-Li1直到第一次满足式2ΔLi+5,i3σ2其中σ为激光位移传感器的测量不确定度，记此时的i-5为istart，即下落起始点，记 为起始下落高度，若直到遍历结束未满足式2，则认为测量失败，需重新测量，4从i＝ostart+5开始遍历i＝istart+5,…,N-5，计算式1ΔLi+5,i＝Li+5-Li直到第一次满足式4ΔLi+5,i-3σ4记此时的i-5为ibottom，若直到遍历结束未满足式4，则认为测量失败，需重新测量；5从i＝ibottom+5开始继续遍历i＝ibottom,…,N-5，计算 其中 直到第一次满足式7stdLσ7记此时的i+5为iend，即下落终止点，记 为终点下落高度，若直到遍历结束未满足式7，则认为测量失败，需重新测量，6下落高度为H＝Lend-Lstart，7记从istart到ibottom之间所有测量数据对应的时间为ti,i＝istart,…,ibottom，记 记 计算 其中XY指矩阵X,Y做矩阵乘法运算，XT指矩阵X的转置，X-1指矩阵X的逆矩阵，8设计算L1i＝k_3×t1i3+k_2×t1i2+k_1×t1i13从i＝0开始遍历，i＝0,…,M-1，其中M为L1的长度，计算式14ΔL1_Hi＝|L1i-H|14直到第一次满足式15 记录此时的i为ical_v，9下落速度为

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