[发明专利]背包式三维激光扫描与立体成像组合系统及数据获取方法

权利要求书

1.一种背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，包括二维激光雷达、双目立体相机、惯性测量单元IMU、全球卫星定位系统GPS天线、控制单元、移动电源、支撑杆、背包框架、移动工作站，除移动工作站外的各个部件集成设置于背包框架内；

其中，双目立体相机安装在支撑杆上，与背包框架连接固定；双目立体相机用于通过两个镜头对空间进行拍摄，可同时得到两张彩色影像；

二维激光雷达安装在背包框架的一侧，用于对行进路线一侧场景进行连续扫描；

全球卫星定位系统GPS天线和惯性测量单元IMU构成定位和定姿系统，用于获取所述组合系统工作过程中的实时空间位置和设备姿态数据；

所述移动电源用于为激光雷达、双目立体相机、IMU和/或GPS持续供电，输出电压为24V直流电；

所述控制单元设有软件模块，通过线缆与激光雷达、双目立体相机、IMU和GPS连接，用于控制双目立体相机拍摄和激光雷达采集数据，同时记录IMU和GPS获取的定位和定姿数据；所述软件模块用于对双目立体相机、激光雷达、惯性测量单元和/或全球定位系统获取的数据进行后处理操作，获取并输出三维点云数据，具有位置、姿态信息的彩色影像和/或深度图像数据。

2.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，所述双目立体相机位于背包框架的中部；所述二维激光雷达位于背包框架的一侧；两个GPS天线分别位于背包框架的两侧；IMU与移动电源位于背包框架的底部。

3.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，所述二维激光雷达对行进路线一侧场景进行连续扫描，采集场景三维点云数据，最大扫描距离为80m。

4.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，采集的实时空间位置和设备姿态包括俯仰角、偏航角和/或翻滚角信息，用于解算三维点云数据。

5.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，可根据作业时间，所述移动电源采用多块电池构成电池组，输出电压为24V直流电。

6.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，将双目立体相机安装于支撑杆的顶部，固定在背包框架的正上方，在水平方向上可旋转，可选取扫描路线的方位进行成像。

7.如权利要求1所述的背包式三维激光扫描与立体成像组合系统，其特征是，组合系统还包括移动工作站；所述移动工作站通过线缆与控制单元连接，用于设置二维激光雷达的扫描参数与双目立体相机的成像频率。