[发明专利]一种智能化激光三维信息测量仪

说明书

 

技术领域

本发明涉及计算机测控技术与仪器领域，特别涉及一种智能化激光三维信息测量仪。

背景技术

三维激光扫描技术又被称为实景复制技术，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势.三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。该技术在建筑、规划、土木工程、建筑监测、灾害评估、等领域也有了很多的应用。三维激光扫描系统包含数据采集的硬件部分和数据处理的软件部分。

市场上现有的测绘用全站仪或三维激光扫描仪，有以下问题：

1、只能在静止的状态下测量静态的物体，无法在动态的平台上测动态的物体。现有的测绘用全站仪或扫描仪只能在仪器整平后，用望远镜人工瞄准物体进行静态单点测量，扫描测量的效率低下，且测量仪器主体在上下左右旋转运动的过程中没有办法进行连续高速测量，因此在进行如大型物体的精细三维扫描测量过程中，人工瞄准会耗费巨大的时间成本；且在动态物体(如空中飞行的飞机瞄准)时，人工瞄准又会出现明显滞后于运动物体，无法实时瞄准物体测量的情况；如果仪器放置在运动的船上测量运动的飞机，对于传统的三维激光扫描仪或全站仪也是无法实现的难题。

2、需要人工现场操作进行扫描仪的定位定向，且无法远程控制。由于现有的扫描仪无法进行实现扫描仪自身的实时的坐标定位和定向，需要人工通过其他辅助设备进行定位和定向，而实际工作中，常常遇到因环境危险，无法派人长时间操作仪器，或无法全天候不间断测量的情况，传统的仪器因离不开人的现场操作，所有具有一定的局限性。

因此，就需要一种自身带有高精度GPS和电子罗盘（或陀螺定向）装置，能够在全天候条件下，通过远程视频监控进行瞄准和动态物体追踪，同时通过无线控制马达运转，还可以进行高精度扫描测量的三维扫描设备，扫描完毕后还可以实时将数据发回办公室。

 

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明公开了一种功能齐全，造价低廉，且自动化连续高效测量的激光三维信息测量仪。

为实现上述目的，本发明一种智能化激光三维信息测量仪包括扫描定位系统、视频监控系统、驱动系统、计算机控制系统以及无线发射及接收系统；

所述扫描定位系统包括用于确定观测点位置的GPS定位系统，用于测量观测点与目标点直线距离的激光测距传感系统，用于测量激光测距传感系统水平旋转角度的电子罗盘，以及用于测量所述激光测距传感系统上下俯仰角度的倾斜传感系统；

所述视频监控系统用于跟踪和采集被观测的目标物图像；

所述驱动系统用于驱动所述扫描定位系统水平在水平方向摆动或上下俯仰转动；

所述计算机控制系统通过所述视频监控系统发现和锁定被测物，向所述驱动系统发出指令驱动所述扫描定位系统和视频监控系统在水平或上下方向转动，在视频监控系统跟踪被测物的同时扫描定位系统对被测物轮廓各点进行扫描，并将信息反馈给计算机控制系统，计算机控制系统通过所述无线发射及接收系统无线发出和接收信息。

进一步，所述激光测距传感系统为高频激光测距传感器。

进一步，所述高频激光测距传感器所发出的光为红外光和绿光。

进一步，所述倾斜传感系统为高频精密测角系统。

进一步，所述视频监控系统为自动调焦高清摄像机；所述计算机控制系统为小型计算机或单片机。

进一步，所述激光三维信息测量仪还包括底座、安装台、支架；所述安装台可水平转动安装在底座上， 支架可上下转动地安装在安装台的支座上，所述扫描定位系统和视频监控系统可拆卸安装在支架上。

进一步，所述驱动系统包括水平旋转马达和上下旋转马达，所述水平旋转马达用于驱动所述安装台在水平方向上转动，所述上下旋转马达用于驱动所述支架上下转动。

进一步，所述支架左右两侧面镜像设置有连接轴，该两根连接轴分别通过滚珠轴承安装在所述支座上对应设置的安装孔内；所述两根连接轴的的任一根顶端安装有传动齿轮，所述上下旋转马达通过传动齿轮驱动所述支架上下俯仰转动。