[发明专利]机载三维地形自动测量系统及方法

权利要求书

1.一种机载三维地形自动测量系统，包括：激光发射装置、测量杆、 GPS接收装置、设置于所述测量杆上用于接收激光发射装置发射激光信号的 激光测量接收装置和控制器；其特征在于：

所述测量杆设置于行进车辆上；所述激光测量接收装置包括：多个纵向 分布的硅光电池，分别与每个硅光电池相连的多个测量电路，所述多个测量 电路用于将所述硅光电池发送的、由所述硅光电池接收到的激光信号转换的 电信号，产生不同的电路信号；所述控制器分别与所述GPS接收装置和所述 激光测量接收装置的所述多个测量电路连接，用于将所述多个测量电路产生 的电路信号与预设的基准面对应的参数进行比较，获得所述电路信号对应的 硅光电池与所述基准面的高度偏差信号，并通过所述GPS接收装置获取待测 点的GPS坐标信息；

所述测量杆包括：升降杆、导向螺母、丝杆、滚动轴承、涡轮、蜗杆、 驱动所述升降杆升降的电机，以及获取所述升降杆升降幅度信息的高度测量 装置；所述控制器还与所述电机和所述高度测量装置连接，用于当所述高度 偏差信号对应的高度偏差绝对值大于或等于预设阈值时，控制所述测量杆的 升降并获取所述测量杆的升降幅度；

其中，所述高度测量装置为编码器，所述升降杆位于所述导向螺母上， 所述丝杆位于所述导向螺母内，所述涡轮通过所述滚动轴承与所述丝杆连接， 所述蜗杆与涡轮相配合构成减速机构，且所述蜗杆的两端分别通过联轴器与 所述电机和所述编码器连接；所述编码器将所述电机输出的脉冲数发送给所 述控制器，所述控制器根据所述脉冲数和所述升降杆内部齿轮结构获取所述 测量杆的升降幅度。

2.根据权利要求1所述的机载三维地形自动测量系统，其特征在于，所 述控制器包括：微处理模块、用于存储所述三维地形信息的存储模块、用于 显示所述三维地形信息的显示模块和用于输入控制信息的输入模块，所述存 储模块、显示模块和输入模块分别与所述微处理模块连接。

3.根据权利要求2所述的机载三维地形自动测量系统，其特征在于：所 述升降杆包括：外杆和位于所述外杆内可滑动的内杆。

4.根据权利要求2所述的机载三维地形自动测量系统，其特征在于：所 述控制器还包括指示模块；所述指示模块与所述微处理模块相连接，用于指 示所述激光测量接收装置与所述基准面的位置关系。

5.根据权利要求1-4任一所述的机载三维地形自动测量系统，其特征在 于，所述多个纵向分布的硅光电池具体分布为：36个硅光电池分布为9层4 列，每层中4个硅光电池的高度相同，且每层中任意相邻的2个硅光电池所 在的平面相互垂直，每列中9个硅光电池设于一个平面或相互平行的平面上。

6.一种使用权利要求1-5任一所述的机载三维地形自动测量系统进行三 维地形自动测量的方法，其特征在于，包括：

激光测量接收装置的硅光电池接收预设高度的激光发射装置发射的激光 信号；

控制器将所述激光信号所对应的电路信号与预设的基准面对应的参数进 行比较，获得接收到所述激光信号的硅光电池与所述基准面的高度偏差信号；

所述控制器比较所述高度偏差信号与预设阈值的大小，当所述高度偏差 信号对应的高度偏差绝对值大于或等于预设阈值时，控制器控制测量杆的升 降并获取所述测量杆的升降幅度；

所述获取测量杆的升降幅度具体为：编码器将所述电机输出的脉冲数发 送给所述控制器，所述控制器根据所述脉冲数和所述升降杆内部齿轮结构获 取所述测量杆的升降幅度；

控制器根据所述高度偏差信号、所述测量杆的升降幅度和GPS接收装置 接收到的待测点的GPS坐标信息，生成、显示或储存待测点的三维坐标信息。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，还包括：接收预设高度的 激光发射装置发射的激光信号，调节测量杆的高度和/或激光测量接收装置在 测量杆的位置，获得所述预设的基准面。

8.根据权利要求6-7任一所述的方法，其特征在于，还包括：根据多个 所述待测点的三维坐标信息，生成、显示或存储待测地面的地面相对高程、 经纬度和/或三维地形图。