[發(fā)明專利]三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110215579.X
• 申請日: 2011-07-29
• 公開（公告）號: CN102410834A
• 公開（公告）日: 2012-04-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡少興
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 李新華;顧煒

1.三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于包括：機械單元(1)、激光數(shù)據(jù)采集單元(2)、控制驅(qū)動與反饋單元(3)、通信及上位機單元(4)，其中：

機械單元(1)，用于連接激光數(shù)據(jù)采集單元(2)與水平方向電機(6)和豎直方向電機(12)，實現(xiàn)激光數(shù)據(jù)采集單元(2)的水平和豎直方向掃描；水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器(8)與水平方向電機(6)在水平方向電機與水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器連接裝置(9)的固定下同步運動，豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器(14)和豎直方向電機(12)在豎直方向電機與豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器連接裝置(15)的固定下同步運動；

激光數(shù)據(jù)采集單元(2)，可實時獲取地物點場景極半徑信息，在水平方向電機(6)和豎直方向電機(12)的帶動下，對尾礦壩體全景掃描，將獲得的數(shù)據(jù)信息通過高速數(shù)據(jù)采集卡(18)傳遞給上位機(19)；

控制驅(qū)動與反饋單元(3)，水平方向驅(qū)動器(11)和豎直方向驅(qū)動器(17)分別控制水平方向電機(6)和豎直方向電機(12)，帶動激光數(shù)據(jù)采集單元(2)實現(xiàn)水平和豎直維度的勻速掃描，通過水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器(8)和豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器(14)實時獲取各個掃描位置的角度信息，在水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(10)和豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(16)的整合下分別傳遞給水平方向驅(qū)動器(11)和豎直方向驅(qū)動器(17)，通過高速數(shù)據(jù)采集卡(18)傳遞給上位機(19)；

通信及上位機單元(4)，高速數(shù)據(jù)采集卡(18)將激光數(shù)據(jù)采集單元(2)獲取的場景極半徑信息、水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器(8)及豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器(14)獲得的角度信息實時傳送到上位機(19)，上位機(19)對獲取數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)矯正，將各坐標系的數(shù)據(jù)運用坐標歸一算法轉(zhuǎn)換到三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置的基準坐標系下，并將結(jié)果以三維點云的形式顯示出來；對各個標志點的三維坐標運用智能監(jiān)測算法，判斷其是否與標準庫的結(jié)果一致；若不一致，則啟動相應(yīng)的應(yīng)急預案。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的激光數(shù)據(jù)采集單元(2)為單點激光傳感器，該單點激光傳感器是在自然表面下采樣量程不小于300m，采樣頻率不小于2000，測量精度不小于60mm，具有RS-232/422/485接口的基于脈沖反射時差法的激光傳感器。?

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的水平方向電機(6)為功率不小于172.8W，最大空載轉(zhuǎn)速630r/min，峰值堵轉(zhuǎn)扭矩不小于2.2N.m，電流不小于3.6A，質(zhì)量小于1.5Kg的力矩電機。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的豎直方向電機(12)為功率不小于211.2W，最大空載轉(zhuǎn)速460r/min，峰值堵轉(zhuǎn)扭矩不小于4.4N.m，電流不小于4.4A，質(zhì)量小于2.4Kg的力矩電機。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器(8)為轉(zhuǎn)換率最大為0.5±5％，最大電氣誤差為±10′，適用于-55～+155℃的環(huán)境，質(zhì)量小于0.065Kg，輸出為正余弦模擬信號的角度傳感器。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器(14)為轉(zhuǎn)換率最大為0.5±5％，最大電氣誤差為±10′，適用于-55～+155℃的環(huán)境，質(zhì)量小于0.065Kg，輸出為正余弦模擬信號的角度傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(10)為分辨率不小于14位，脈沖數(shù)不小于16384，將水平方向旋轉(zhuǎn)變壓器(8)獲得的正余弦模擬信號轉(zhuǎn)換為A、B、Z相脈沖信號，可用于-40～+85℃環(huán)境的角度解碼器。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維激光掃描尾礦壩體動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置，其特征在于：所述的豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(16)為分辨率不小于14位，脈沖數(shù)不小于16384，將豎直方向旋轉(zhuǎn)變壓器(14)獲得的正余弦模擬信號轉(zhuǎn)換為A、B、Z相脈沖信號，可用于-40～+85℃環(huán)境的角度解碼器。