技术领域
[0001] 本
发明属于二自由度扫描技术领域，尤其是涉及一种二自由度激光扫描方法及中空式数控云台。
背景技术
[0002] 机场上的飞
鸟对飞行安全构成很大的隐患，鸟被吸进飞机
发动机有可能造成机毁人亡的惨剧。驱鸟是每个机场很繁重的一项任务，无人值守的激
光驱鸟设备便应运而生。激光驱鸟效果良好，但有一个关键问题必须得到很好地解决，这就是极
坐标系下光斑
位置的准确计算。
[0003] 激光驱鸟的原理是通过一个一米多高的二自由度云台，控制二自由度云台
水平轴的左右转
角u和
俯仰轴的俯仰角v，将激光光束投射到几十米到一千多米远的地面上，并相应形成一个在规定扫描区域内扫描的光斑，从而将飞鸟吓跑。这就需要确定一个光斑位置计算方法，即如何准确计算出二自由度极坐标系下的两个角度，使得光斑在地面上按需要的扫描轨迹（如直线）运动。也就是说，如何将地面上任意一点坐标P(x，y)转换为极坐标系下二个轴的转角u和v。
[0004] 现如今，将地面上任意一点坐标P(x，y)转换为极坐标系下二个轴的转角u和v时，采用以下方法进行坐标转换：当已知平面直角坐标系下P点的横坐标x和纵坐标y时，根据公式 和 计算得出扫描至P点时二自由度云台水平轴的左右转角u和俯仰轴的俯仰角v；当已知极坐标系下二自由度云台水平轴的左右转角u和俯仰轴的俯仰角v时，根据公式 和 计算得出当前时
刻所扫描光斑的平面直角系坐标x和y。
[0005] 这样，实际应用过程中，先在现场将二自由度云台调整至零点并相应对扫描的零点位置进行确定，之后手动调整二自由度云台水平轴的左右转角u和俯仰轴的俯仰角v，使得激光指向一系列目标点，如
指定目标点为地面上一个矩形的四个
顶点时，先获得与该四个顶点相对应的四组(u，v)坐标，然后将上述四组(u，v)坐标通过 和转换到平面直角坐标系，并相应得到与四组(u，v)坐标相对应的四组(x,y)坐标；然后，确定扫描轨迹及扫描速度，且自动运行后每间隔一定时间（例如1ms）扫描至平面直角坐标系中的一个新的扫描点，将这个扫描点的(x,y)坐标通过 和转换为极坐标系中的(u，v)坐标，便获得扫描至该扫描点时二自由度
云台水平轴的左右转角u和俯仰轴的俯仰角v，再根据所获得的左右转角u和俯仰角v对二自由度云台的水平轴与俯仰轴进行控制，从而达到激光光斑在地面上按规定的扫描轨迹（如直线）进行匀速扫描的目的。
[0006] 上述坐标转换方法理论上不存在任何问题，但是实际应用时效果却非常差，其原因就是上述坐标转换公式对二自由度云台的安装角度极其敏感，例如当二自由度云台的高度h为1.5米且光斑投射到1000米处时，俯仰角v值只有0.08594°，因此只要二自由度云台安装的水平度有0.1度的偏差，其坐标转换得到的直角坐标系坐标值误差便无法忍受，甚至俯仰角v值还会出现负值，导致上述坐标转换公式无法使用。实际使用过程中，只有二自由度云台水平度的安装
精度达到0.01度时，上述坐标转换公式才有使用价值。但是在使用现场，要求做到水平度为0.01度的安装精度几乎是不可能的事情。
[0007] 因此，实际使用时就必须在现场进行很复杂、很精密的坐标标定，并确定二自由度云台在各个方向上的水平度偏差值，且在应用上述坐标转换公式计算时再根据不同的方位角逐一扣除相应的水平度偏差值，从而得到精度可接受的坐标转换结果。但是，在现场进行坐标标定的过程太复杂，非常麻烦，代价很高，用户几乎无法接受。
发明内容
[0008] 本发明所要解决的技术问题在于针对上述
现有技术中的不足，提供一种方法步骤简单、实现方便且事先无需进行坐标标定、扫描效果好的二自由度激光扫描方法。
[0009] 为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种二自由度激光扫描方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
[0010] 步骤一、扫描目标点设定：在预先设定的
激光器的扫描区域内选取N个地面点作为目标点，其中N≥3；所述激光器安装于二自由度云台上；
[0011] 步骤二、目标点三维坐标确定：对步骤一中所选取N个所述目标点的三维坐标分别进行确定，并根据预先设计的扫描先后顺序对N个所述目标点进行编号，N个所述目标点按照扫描先后顺序由先至后分别为目标点P1、目标点P2、…、目标点PN；
[0012] 其中，N个所述目标点三维坐标的确定方法均相同；对于N个目标点中任一个目标点Pi的三维坐标（xi,yi,zi）进行确定时，先手动调整所述二自由度云台的水平调整机构和俯仰调整机构并使得激光器所发出激光光束投射至目标点Pi上，此时所述水平调整机构的水平转角为ui且所述俯仰调整机构的俯仰角为vi；之后，
控制器根据公式计算得出xi、yi和zi；其中，i为正整数且i=1、2、…、N；式中，di为所述激光器所发出激光光束投射至目标点Pi上时的投射距离；
[0013] 所述水平调整机构和所述俯仰调整机构均由控制器进行控制；
[0014] 步骤三、自动扫描，过程如下：
[0015] 步骤301、手动调整至初始扫描位置：手动调整所述二自由度云台的水平调整机构和俯仰调整机构并使得激光器所发出激光光束投射至目标点P1上，此时所述水平调整机构的水平转角为u1且所述俯仰调整机构的俯仰角为v1；
[0016] 步骤302、由目标点Pk自动扫描至目标点Pk+1：待激光器所发出激光光束投射至目标点Pk上时，控制器调用直线插补模
块获取由目标点Pk至目标点Pk+1的扫描点运动轨迹，并相应获得该扫描点运动轨迹上各扫描点的三维坐标；之后，所述控制器将各扫描点的三维坐标均转换为极坐标，并获得与各扫描点的三维坐标对应的极坐标；然后，所述控制器根据与各扫描点的三维坐标对应的极坐标对所述水平调整机构和所述俯仰调整机构进行控制，并相应带动激光器由先至后对该扫描点运动轨迹上各扫描点分别进行扫描，待激光器所发出激光光束投射至目标点Pk+1上时完成由目标点Pk至目标点Pk+1的自动扫描过程；其中，k为正整数且k=1、2、…、N-1；
[0017] 由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述扫描点运动轨迹上前后相邻两个扫描点之间的时间间隔均相同；
[0018] 所述扫描点运动轨迹上所有扫描点的坐标转换方法均相同，对于所述扫描点运动轨迹上任一个扫描点的三维坐标（xm,ym,zm）进行转换时，根据公式计算得出激光光束投射至该扫描点时所述水平调整机构的水平转角为um且所述俯仰调整机构的俯仰角为vm，其中（um,vm）为三维坐标（xm,ym,zm）对应的极坐标；
[0019] 步骤303、多次重复步骤302，直至完成由目标点PN-1至目标点PN的自动扫描过程；
[0020] 步骤304、回复初始扫描位置：控制器根据水平转角u1和俯仰角v1对所述水平调整机构和所述俯仰调整机构进行控制，并使得激光器所发出激光光束投射至目标点P1上；
[0021] 步骤305、返回步骤302，进行下一次扫描。
[0022] 上述一种二自由度激光扫描方法，其特征是：步骤302中由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述扫描点运动轨迹上前后相邻两个扫描点之间的时间间隔均为Δt，其中Δt=0.1ms～10ms。
[0023] 上述一种二自由度激光扫描方法，其特征是：步骤一中N=4，预先设定的激光器的扫描区域为矩形扫描区域，4个所述目标点分别为所述矩形扫描区域的四个顶点。
[0024] 上述一种二自由度激光扫描方法，其特征是：4个所述目标点分别为P1、P2、P3和P4，其中P1为所述矩形扫描区域的左下方顶点，P2为所述矩形扫描区域的右下方顶点，P3为所述矩形扫描区域的左上方顶点，P4为所述矩形扫描区域的右上方顶点。
[0025] 上述一种二自由度激光扫描方法，其特征是：步骤302中由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述水平调整机构的水平角度调整速度均为V1和所述俯仰调整机构的俯仰角度调整速度均为V2。
[0026] 同时，本发明还公开了一种结构简单、设计合理、加工制作及安装布设方便且使用操作简便、使用效果好的中空式数控云台，其特征是：包括二自由度云台和安装在所述二自由度云台上的激光器，所述二自由度云台包括柜体和安装在柜体上且内部中空的水平旋转平台，所述激光器安装在柜体内，所述柜体上部和所述水平旋转平台底部均开有供激光器所发出激光光束穿出的通孔；所述水平旋转平台内安装有对激光器所发出激光光束进行反射且由所述俯仰调整机构带动在竖直面上进行上下旋转的反光镜，所述反光镜与所述俯仰调整机构相接；所述水平旋转平台由所述水平调整机构带动在水平面上进行左右旋转，且所述水平旋转平台与所述水平调整机构相接；所述水平调整机构和所述俯仰调整机构均由控制器进行控制；所述水平旋转平台的
侧壁上开有供经反光镜反射后的激光光束穿出的激光投射口，所述反光镜布设在激光器的激光发射光路上。
[0027] 上述中空式数控云台，其特征是：所述水平旋转平台包括上部转台和固定安装在上部转台底部的转动件，所述上部转台通过转动件安装在柜体上，且柜体上部对应开有供转动件安装的安装口；所述转动件中部和上部转台底部均开有供激光器所发出激光光束穿出的通孔。
[0028] 上述中空式数控云台，其特征是：所述转动件为圆筒状，且转动件上部同轴设置有圆环形顶板，所述转动件通过所述圆环形顶板固定安装在上部转台底部；所述上部转台为圆柱状，且所述上部转台与转动件呈同轴布设。
[0029] 上述中空式数控云台，其特征是：所述水平调整机构包括水平调整驱动机构，所述水平调整驱动机构与转动件之间通过传动机构一进行传动连接，所述水平调整驱动机构由控制器进行控制且其与控制器相接；所述水平调整驱动机构和所述传动机构一均安装在柜体内；所述俯仰调整机构包括俯仰调整驱动机构，所述俯仰调整驱动机构与反光镜之间通过传动机构二进行传动连接，所述俯仰调整驱动机构由控制器进行控制且其与控制器相接；所述俯仰调整驱动机构和所述传动机构二均安装在上部转台内。
[0030] 上述中空式数控云台，其特征是：所述传动机构一为皮带轮传动机构一；所述水平调整驱动机构包括水平回转驱动
电机和与水平回转
驱动电机相接的电机减速器一，所述水平回转驱动电机由控制器进行控制且其与控制器相接；所述皮带轮传动机构一包括同轴安装在电机减速器一的动
力输出轴上的皮带轮一，所述皮带轮一与转动件呈平行布设，且皮带轮一与转动件之间通过传动皮带一进行连接；
[0031] 所述传动机构二为皮带轮传动机构二；所述俯仰调整驱动机构包括俯仰电机和与俯仰电机相接的电机减速器二，所述俯仰电机由控制器进行控制且其与控制器相接；所述皮带轮传动机构二包括皮带轮二和同轴安装在电机减速器一的动力输出轴上的皮带轮三，所述皮带轮二与皮带轮三呈平行布设，且皮带轮二与皮带轮三之间通过传动皮带二进行连接；所述皮带轮二通过
轴承同轴安装在安装轴上，所述安装轴固定安装在上部转台上，所述反光镜通过轴承安装在所述安装轴上，且反光镜与皮带轮二固定连接为一体。
[0032] 本发明与现有技术相比具有以下优点：
[0033] 1、所采用的扫描方法步骤简单、实现方便且事先无需进行坐标标定、扫描效果好。
[0034] 2、所采用的扫描方法设计合理。由于二自由度云台现场安装好后便不再移动，因此可以认为二自由度云台安装完后的水平角度是一个理想水平面，不存在任何误差，也就是说是一个基准平面；相应地，认为地面是不水平的、倾斜的，且地面上各个扫描点存在高程误差，因而极坐标系指向的任意一个扫描点必须变换到极坐标系中，也就是说，极坐标系中任一一个扫描状态对应的极坐标(u，v)可变换到三维空间直角坐标系中的三维坐标(x,y,z)；同样，三维空间直角坐标系中任意一扫描点的三维坐标(x,y,z)也可变换到极坐标系中对应的扫描状态的极坐标(u，v)。
[0035] 采用本发明所公开的扫描方法后，对现场二自由度云台的水平度安装要求极为宽松，理论上对水平度无任何要求，如果两个运动轴（即水平轴和俯仰轴，也成为水平调整机构和俯仰调整机构）在目标扫描区域内转动无机械上的限制，任何安装带来的二自由度云台倾斜误差全部都会转化为目标扫描点的高程坐标，不需要任何形式的标定、校正，方便了现场设备的安装调试，具有很高的实用价值。经实际现场测试检验，在二自由度云台倾斜10°的情况下，经过设定扫描区域的扫描工作完全正常。也就是说，即便机场的坡度达到
10°的情况下二自由度平台也能正常工作。
[0036] 3、所采用的中空式数控云台结构简单、设计合理、加工制作及安装布设方便且使用操作简便、使用效果好。激光器和水平调整机构等置于设备下部的密闭机柜内，并配接温控设备（具体是一体式工业
空调）设备解决恒温恒湿问题，机柜上部为一个中空式的水平旋转平台，水平旋转平台中心的孔洞留作激光光路通道，水平旋转平台内设置有能在竖直上进行上下旋转的反光镜以进行俯仰调整。其中，柜体和水平旋转平台中部均留有光路空间，因而能在控制器的控制作用下，精确地调整激光光束投射方向，满足各用户的激光驱鸟要求。
[0037] 4、控制器采用DSP芯片与FPGA现场可编程
门阵列模块，能简便、快速且可靠地完成各种复杂的数学运算，以保证扫描过程中坐标转换过程快速、高
质量进行。
[0038] 5、水平和俯仰调整均采用交流
伺服电机和大减速比的精密减速器，因此可实现水平角与俯仰角的精密控制。实际使用时，通过水平回转驱动电机和电机减速器一驱动皮带传动机构一带动水平旋转平台在水平面上进行左右旋转，从而达到精密控制水平回转量的目的；相应地，通过俯仰电机和电机减速器二驱动皮带传动机构二带动反光镜在竖直面上进行上下旋转，从而达到精密控制反光镜回转量的目的。
[0039] 6、所采用的中空式云台能满足大尺寸设备的安装需求。
[0040] 综上所述，本发明设计合理、使用操作简便且实现方便、使用效果好，能有效解决现有二自由度云台使用时存在的必须在现场进行很复杂、很精密的坐标标定、激光光斑位置计算结果精度较低等问题。
[0041] 下面通过
附图和
实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0042] 图1为平面直角坐标系下地面上P点的位置示意图。
[0043] 图2为扫描至地面上P点时所对应极坐标系下的扫描状态示意图。
[0044] 图3为本发明二自由度激光扫描方法的方法流程
框图。
[0045] 图4为本发明三维直角坐标系下地面上Pi点的位置示意图。
[0046] 图5为本发明激光光束扫描至地面上Pi点时所对应极坐标系下的扫描状态示意图。
[0047] 图6为本发明中空式数控云台的结构示意图。
[0048] 图7为本发明中空式数控云台的
电路原理框图。
[0049] 附图标记说明:
[0050] 1—激光器； 2—控制器； 2-1—DSP芯片；
[0051] 2-2—FPGA
现场可编程门阵列模块； 3—圆环形
底板；
[0052] 4—柜体； 5-1—上部转台； 5-2—转动件；
[0053] 6—反光镜； 7—激光投射口； 8-1—水平回转驱动电机；
[0054] 8-2—电机减速器一； 8-3—皮带轮一； 8-4—传动皮带一；
[0055] 9-3—俯仰电机； 9-4—电机减速器二； 9-5—皮带轮二；
[0056] 9-6—皮带轮三； 9-7—传动皮带二； 10-1—光强度检测单元；
[0057] 10-2—
无线通信模块； 10-3—手持式控制终端；
[0058] 10-4—温控设备； 10-5—RS232
接口； 10-6—A/D转换模块；
[0059] 10-7—RS485接口。
具体实施方式
[0060] 如图3所示的一种二自由度激光扫描方法，包括以下步骤：
[0061] 步骤一、扫描目标点设定：在预先设定的激光器1的扫描区域内选取N个地面点作为目标点，其中N≥3；所述激光器1安装于二自由度云台上。
[0062] 本实施例中，N=4，预先设定的激光器1的扫描区域为矩形扫描区域，4个所述目标点分别为所述矩形扫描区域的四个顶点。
[0063] 本实施例中，4个所述目标点分别为P1、P2、P3和P4，其中P1为所述矩形扫描区域的左下方顶点，P2为所述矩形扫描区域的右下方顶点，P3为所述矩形扫描区域的左上方顶点，P4为所述矩形扫描区域的右上方顶点。
[0064] 实际使用时，P1、P2、P3和P4也可以分别为所述矩形扫描区域的右下方顶点、左下方顶点、右上方顶点和左上方顶点，或者分别为所述矩形扫描区域的右上方顶点、左上方顶点、右下方顶点和左下方顶点，或者分别为所述矩形扫描区域的左上方顶点、右上方顶点、左下方顶点和右下方顶点。
[0065] 步骤二、目标点三维坐标确定：对步骤一中所选取N个所述目标点的三维坐标分别进行确定，并根据预先设计的扫描先后顺序对N个所述目标点进行编号，N个所述目标点按照扫描先后顺序由先至后分别为目标点P1、目标点P2、…、目标点PN。
[0066] 其中，N个所述目标点三维坐标的确定方法均相同；对于N个目标点中任一个目标点Pi的三维坐标（xi,yi,zi）进行确定时，先手动调整所述二自由度云台的水平调整机构和俯仰调整机构并使得激光器1所发出激光光束投射至目标点Pi上，此时所述水平调整机构的水平转角为ui且所述俯仰调整机构的俯仰角为vi；之后，控制器2根据公式计算得出xi、yi和zi；其中，i为正整数且i=1、2、…、N；式中，di为所述激光器1所发出激光光束投射至目标点Pi上时的投射距离，详见图4和图5。
[0067] 所述水平调整机构和所述俯仰调整机构均由控制器2进行控制。
[0068] 步骤三、自动扫描，过程如下：
[0069] 步骤301、手动调整至初始扫描位置：手动调整所述二自由度云台的水平调整机构和俯仰调整机构并使得激光器1所发出激光光束投射至目标点P1上，此时所述水平调整机构的水平转角为u1且所述俯仰调整机构的俯仰角为v1。
[0070] 步骤302、由目标点Pk自动扫描至目标点Pk+1：待激光器1所发出激光光束投射至目标点Pk上时，控制器2调用直线插补模块获取由目标点Pk至目标点Pk+1的扫描点运动轨迹，并相应获得该扫描点运动轨迹上各扫描点的三维坐标；之后，所述控制器2将各扫描点的三维坐标均转换为极坐标，并获得与各扫描点的三维坐标对应的极坐标；然后，所述控制器2根据与各扫描点的三维坐标对应的极坐标对所述水平调整机构和所述俯仰调整机构进行控制，并相应带动激光器1由先至后对该扫描点运动轨迹上各扫描点分别进行扫描，待激光器1所发出激光光束投射至目标点Pk+1上时完成由目标点Pk至目标点Pk+1的自动扫描过程；其中，k为正整数且k=1、2、…、N-1。
[0071] 由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述扫描点运动轨迹上前后相邻两个扫描点之间的时间间隔均相同。
[0072] 所述扫描点运动轨迹上所有扫描点的坐标转换方法均相同，对于所述扫描点运动轨迹上任一个扫描点的三维坐标（xm,ym,zm）进行转换时，根据公式计算得出激光光束投射至该扫描点时所述水平调整机构的水平转角为um且所述俯仰调整机构的俯仰角为vm，其中（um,vm）为三维坐标（xm,ym,zm）对应的极坐标。
[0073] 所述扫描点运动轨迹为通过直线插补模块且按照直线插补原理进行离散逼近后，所获取的由目标点Pk至目标点Pk+1的扫描轨迹。所述扫描点运动轨迹上设置有多个扫描点，相邻两个所述扫描点之间的扫描时间间隔均相等。也就是说，所述扫描点运动轨迹为由目标点Pk至目标点Pk+1的离散逼近扫描点运动轨迹。其中，所述扫描点为所述激光器1所发出激光光束投射至地面上的投射点。本实施例中，所述扫描点运动轨迹为一条由多个直线段连接而成的折线，多个所述扫描点分别为所述折线的各顶点。
[0074] 步骤303、多次重复步骤302，直至完成由目标点PN-1至目标点PN的自动扫描过程。
[0075] 步骤304、回复初始扫描位置：控制器2根据水平转角u1和俯仰角v1对所述水平调整机构和所述俯仰调整机构进行控制，并使得激光器1所发出激光光束投射至目标点P1上。
[0076] 步骤305、返回步骤302，进行下一次扫描。
[0077] 本实施例中，步骤302中由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述扫描点运动轨迹上前后相邻两个扫描点之间的时间间隔均为Δt，其中Δt=0.1ms～10ms。
[0078] 实际使用过程中，可以根据具体需要，对Δt的取值大小进行相应调整。
[0079] 本实施例中，步骤302中由目标点Pk至目标点Pk+1进行自动扫描过程中，所述水平调整机构的水平角度调整速度均为V1和所述俯仰调整机构的俯仰角度调整速度均为V2。
[0080] 也就是说，能自动实现匀速扫描。其中，激光器1的扫描速度越快，V1和V2的取值越大；反之，激光器1的扫描速度越慢，V1和V2的取值越小。
[0081] 如图6和图7所示的一种中空式数控云台包括二自由度云台和安装在所述二自由度云台上的激光器1，所述二自由度云台包括柜体4和安装在柜体4上且内部中空的水平旋转平台，所述激光器1安装在柜体4内，所述柜体4上部和所述水平旋转平台底部均开有供激光器1所发出激光光束穿出的通孔。所述水平旋转平台内安装有对激光器1所发出激光光束进行反射且由所述俯仰调整机构带动在竖直面上进行上下旋转的反光镜6，所述反光镜6与所述俯仰调整机构相接；所述水平旋转平台由所述水平调整机构带动在水平面上进行左右旋转，且所述水平旋转平台与所述水平调整机构相接。所述水平调整机构和所述俯仰调整机构均由控制器2进行控制。所述水平旋转平台的侧壁上开有供经反光镜6反射后的激光光束穿出的激光投射口7，所述反光镜6布设在激光器1的激光发射光路上。
[0082] 本实施例中，所述水平旋转平台包括上部转台5-1和固定安装在上部转台5-1底部的转动件5-2，所述上部转台5-1通过转动件5-2安装在柜体4上，且柜体4上部对应开有供转动件5-2安装的安装口。所述转动件5-2中部和上部转台5-1底部均开有供激光器1所发出激光光束穿出的通孔。
[0083] 实际加工时，所述上部转台5-1的内部中空。所述柜体4为密闭柜体。
[0084] 本实施例中，所述转动件5-2为圆筒状，且转动件5-2上部同轴设置有圆环形顶板，所述转动件5-2通过所述圆环形顶板固定安装在上部转台5-1底部。
[0085] 所述柜体4顶部设置有圆环形底板3，所述圆环形底板3位于所述圆环形顶板的正下方，且圆环形底板3与所述圆环形顶板之间通过轴承进行连接。
[0086] 实际加工制作时，所述转动件5-2与所述圆环形顶板加工制作为一体。
[0087] 本实施例中，所述上部转台5-1为圆柱状，且所述上部转台5-1与转动件5-2呈同轴布设。
[0088] 所述水平调整机构包括水平调整驱动机构，所述水平调整驱动机构与转动件5-2之间通过传动机构一进行传动连接，所述水平调整驱动机构由控制器2进行控制且其与控制器2相接；所述水平调整驱动机构和所述传动机构一均安装在柜体4内。
[0089] 本实施例中，所述传动机构一为皮带轮传动机构一；所述水平调整驱动机构包括水平回转驱动电机8-1和与水平回转驱动电机8-1相接的电机减速器一8-2，所述水平回转驱动电机8-1由控制器2进行控制且其与控制器2相接；所述皮带轮传动机构一包括同轴安装在电机减速器一8-2的动力输出轴上的皮带轮一8-3，所述皮带轮一8-3与转动件5-2呈平行布设，且皮带轮一8-3与转动件5-2之间通过传动皮带一8-4进行连接。
[0090] 实际使用时，所述传动机构一也可以采用其它类型的传动机构，如
齿轮传动机构等。
[0091] 本实施例中，所述俯仰调整机构包括带动反光镜6进行上下旋转的俯仰调整驱动机构，所述俯仰调整驱动机构与反光镜6之间通过传动机构二进行传动连接，所述俯仰调整驱动机构由控制器2进行控制且其与控制器2相接；所述俯仰调整驱动机构和所述传动机构二均安装在上部转台5-1内。
[0092] 本实施例中，所述传动机构二为皮带轮传动机构二；所述俯仰调整驱动机构包括俯仰电机9-3和与俯仰电机9-3相接的电机减速器二9-4，所述俯仰电机9-3由控制器2进行控制且其与控制器2相接；所述皮带轮传动机构二包括皮带轮二9-5和同轴安装在电机减速器一8-2的动力输出轴上的皮带轮三9-6，所述皮带轮二9-5与皮带轮三9-6呈平行布设，且皮带轮二9-5与皮带轮三9-6之间通过传动皮带二9-7进行连接；所述皮带轮二9-5通过轴承同轴安装在安装轴上，所述安装轴固定安装在上部转台5-1上，所述反光镜6通过轴承安装在所述安装轴上，且反光镜6与皮带轮二9-5固定连接为一体。
[0093] 实际使用时，所述传动机构二也可以采用其它类型的传动机构，如
齿轮传动机构等。
[0094] 本实施例中，所述柜体4为立方体，所述上部转台5-1与柜体4呈同轴布设，所述激光器1安装在柜体4的中部。
[0095] 本实施例中，所述激光投射口7布设在上部转台5-1的右侧壁上。
[0096] 实际使用时，也可以根据具体需要，对激光投射口7的布设位置进行相应调整。
[0097] 本实施例中，步骤二中di为激光投射口7至目标点Pi的直线距离。
[0098] 本实施例中，本发明所述的中空式数控云台还包括无线通信模块10-2、手持式控制终端10-3、布设在柜体4内的温控设备10-4和对激光器1所发出激光光束的光强度进行实时检测的光强度检测单元10-1，所述控制器2包括DSP芯片2-1和与DSP芯片2-1相接的FPGA现场可编程门阵列模块2-2，所述无线通信模块10-2、手持式控制终端10-3、温控设备10-4和光强度检测单元10-1均与DSP芯片2-1相接，所述FPGA现场可编程门阵列模块2-2与俯仰电机9-3和水平回转驱动电机8-1相接。所述激光器1所发出激光光束的光强度由DSP芯片2-1进行控制且激光器1与DSP芯片2-1相接。
[0099] 本实施例中，所述俯仰电机9-3和水平回转驱动电机8-1均为交流伺服电机，所述电机减速器一8-2和电机减速器二9-4均为大减速比的精密减速器。
[0100] 实际接线时，所述无线通信模块10-2为GPRS通信模块且其与DSP芯片2-1之间通过RS232接口10-5进行连接。所述光强度检测单元10-1与DSP芯片2-1之间通过A/D转换模块10-6进行连接，所述手持式控制终端10-3和温控设备10-4与DSP芯片2-1之间均通过RS485接口10-7进行连接。
[0101] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单
修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
