[实用新型]一种轻小型机载双激光器扫描仪

说明书

本实用新型提供了一种轻小型机载双激光器扫描仪，包括：第一图像传感器和第二图像传感器；定位模块，分别与所述第一图像传感器和第二图像传感器连接，用于对两图像传感器所同步采集的图像数据的当前时刻进行定位标记；第一激光雷达和第二激光雷达；所述定位模块还与两激光雷达连接，用于向二者提供当前时刻的同步定位标记；网络交换机，分别与两激光雷达连接，用于转发二者所检测的数据；主控单元，用于将所述网络交换机所转发的数据和两图像传感器所采集的图像数据进行结合。由上，一套控制系统同时控制多个激光雷达和图像传感器，降低轻小型机载双激光器扫描仪的整体重量，从而可实现轻小型机载双激光器扫描仪在搭载在无人机后，借助无人机的一次飞行可以采集尽量多的3D数据。

技术领域

本实用新型涉及数据采集技术领域，特别是一种轻小型机载双激光器扫描仪。

背景技术

在过去十年中，对3D数据的需求呈指数增长，依赖于3D数据的各种应用正在改变我们的日常生活。例如微软和谷歌等公司能够提供任何地方的2D和3D数据，这在几年前是无法想象的。这一过程是基于数字数据采集传感器的持续开发以及强大的自动化数据处理工作流程的支持。为此目的出现了两类传感器：数字化高分辨率航空相机(例如Vexcel公司的型号为Ultracam相机)和激光探测与测距传感器(LiDAR，Light Detection AndRanging)。后文简称数字化高分辨率航空相机为图像传感器，简称激光探测与测距传感器为激光雷达。

基于图像传感器的优点是颜色信息(即纹理)的隐式获取，无需进一步处理即可生成真彩色的3D模型和地图(即正射影像)。相反，针对被覆盖的场景(例如植被覆盖)，激光雷达就可以发挥作用，因为它不依赖于自然光或阴影。

激光雷达包括机载模式，即安装于(人工驾驶的)大型飞机上，可以量测地面物体的三维坐标。例如图7所示为图像传感器和激光雷达工作原理示意图，图像传感器直接采集目标地区的颜色信息。而激光雷达发射激光脉冲，穿透植被遮挡，传播到地面或物体表面，再经表面反射，反射能量被传感器接收并记录为一个电信号。从而计算出距离并最终获取高精度3D模型和地图。

图8(A)和图8(B)所示分别为激光雷达所发射的激光脉冲的波形示意图，采用不同波形时对应不同的距离算法，由于距离算法并非重点，在此不再赘述。

机载模式的激光雷达成本较高，而近期另一个显着增长的飞行产品是无人机(UAV，Unmanned Aerial Vehicle)。若将激光雷达加载于无人机，便可以轻松访问这些对象。但目前的传感器通常无法满足加载于无人机的需求，例如太重或太大(安装于大型飞机上的激光雷达重达10kg左右)，一来无法轻易安装，即便安装后无人机的飞行时间也会显著减少。而现有厂家虽然制造出了可安装于无人机的轻量级激光雷达，但多采用单激光雷达和单图像传感器，虽然可以实现对地面装置的2D和3D数据的采集，但由于单组传感器数量的限制，必然会造成飞行时间的延长，从而降低采集效率。一旦采用多传感器，便会对应采用多套传感器控制系统，无形中便又增加了无人机的载重。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种轻小型机载双激光器扫描仪，以克服上述缺陷。

所述轻小型机载双激光器扫描仪包括，

第一图像传感器和第二图像传感器，用于同步采集图像数据；

定位模块，分别与所述第一图像传感器和第二图像传感器连接，用于对所述第一图像传感器和第二图像传感器所同步采集的图像数据的当前时刻进行定位标记；

第一激光雷达和第二激光雷达，用于发射脉冲激光，并接受被测物的脉冲激光反射，以获取从所述激光雷达到被测物的距离；

所述定位模块还与所述第一激光雷达和第二激光雷达连接，用于向二者提供当前时刻的同步定位标记；

网络交换机，分别与所述第一激光雷达和第二激光雷达连接，用于转发二者所检测的数据；