[發明專利]一種測繪信息獲取激光三維成像雷達

無效

• 申請號: 201110386880.7
• 申請日: 2011-11-29
• 公開（公告）號: CN102508258A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 沈嚴;薛海中;李磊;阮友田;杜麗梅;張東曉;周瑩;司光芙;鄧全;連文澤;范杰平
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十七研究所
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 張紅玉

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，特別涉及一種測繪信息獲取激光三維成像雷達。

背景技術

傳統的地面測繪數據獲取利用全球定位系統(Global?Positioning?System，GPS)載波相位動態實時差分(Real?time?kinematic，RTK)與全站儀相結合，每次獲取單點目標信息。雖然操作簡單方便，易于上手，但因為測量速度慢、采點密度不夠、易丟漏等原因，在一些要求精度高、對地物地貌要求高的工程中就顯得力不從心。

攝影技術問世后，由于該技術是客觀物體或目標的真實反映，信息豐富、形態逼真，從中可以提取所研究物體大量的幾何信息與物理信息，廣泛應用于地形測量等各個方面。在攝影測量中，一般情況下利用單幅影像是不能確定物體上的空間位置的，只能確定物體點所在的空間方向。要獲得物點的空間位置一般需利用兩幅相互重疊的影像構成立體像對，通過圖像處理和特征匹配實現獲取三維信息，不易進行自動三維信息提取。因此，該模式存在后續數據處理復雜、需要大量的人工參與、作業效率低等不足。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種測繪信息獲取激光三維成像雷達，能夠獲取高精度三維數據，對任意物體進行掃描，且沒有白天和黑夜的限制，快速將現實世界的信息轉換成可以處理的數據。

測繪信息獲取激光三維成像雷達，包括機頭和綜合信息處理計算機，其特征在于，在機頭中，包含有激光發射單元、激光檢測單元、多面體轉鼓、接收光學單元和光電接收處理單元，在綜合信息處理機中，包含距離測量單元，其中，

所述激光發射單元，用于發射雙路激光脈沖，其中，小部分雙路激光脈沖被激光檢測單元探測接收，大部分雙路激光脈沖射向探測區域；

所述激光檢測單元，用于將探測接收激光發射單元的小部分雙路激光脈沖，處理后送給距離測量單元作為距離測量的起始信號；

所述多面體轉鼓，用于控制激光發射脈沖射向探測區域并將經探測區域內探測目標反射回的激光光束經保護鏡到達后，經轉鼓表面反射給接收光學單元；

所述接收光學單元，將反射光匯聚到光電接收處理單元；

所述光電接收處理單元，將接收到的反射光進行光電轉化和信號提取后送距離測量單元作為距離測量的終止信號；

所述距離檢測單元，用于根據距離測量的起始信號與距離測量的終止信號完成目標距離的測量。

其中，進一步包括掃描定位單元，用于在多面體轉鼓掃描時，確定雙路掃描的有效起始點，并將掃描有效的起始信號送距離測量單元，距離測量單元每行進行一組距離數據的處理和存儲。

其中，所述激光發射單元，用于在距離測量單元的控制下，發射雙路激光脈沖，小部分激光被激光檢測單元探測接收，大部分激光通過多面體轉鼓反射后穿過保護鏡射向探測區域。

其中，所述激光發射單元采用人眼安全的超窄脈寬高重復頻率光纖激光器。

其中，所述綜合信息處理機，進一步包含時間同步單元，用于接收GPS的時間同步信號，對激光測量點進行時間標注。

其中，綜合信息處理機，進一步包含圖像處理和顯示單元，用于根據距離單元存儲的測量數據進行時間與空間的映射變換，恢復三維距離圖像。

另外，在動態工作時，圖像處理和顯示單元將激光掃描數據與其它傳感器的數據融合，完成大區域場景圖像的復原，其中，其它傳感器包括GPS、IMU、CCD相機。

進一步地，還可以包括標校指示單元，用于在激光雷達測繪作業時，對激光雷達相對其它傳感器的安裝位置進行標定，包括偏心標定和三軸旋轉角度標定；其中，其它傳感器包括GPS、IMU、CCD相機。

其中，所述標校指示單元，進一步用于設置可見光源作為標校參考光，與激光光源同軸設計，當采用動態模式工作時，指示激光的出射角度和方向方便系統標定。

本發明的有益效果是：依照本發明的測繪信息獲取激光三維成像雷達，能夠主動測量方式擴展了作業時間，可實現全天時地作業，不受暗背景或黑夜的影響；直接獲取地物三維信息，并進行自動化數據處理，作業效率高。

附圖說明

圖1為激光三維成像雷達裝置的原理結構示意圖；

圖2為激光雷達機頭主視圖；

圖3為激光雷達機頭右視圖；

圖4為激光雷達綜合信息處理計算機布局圖；

圖5為多面體轉鼓雙向掃描示意圖。

具體實施方式

以下，參考附圖1～5詳細描述本發明的測繪信息獲取激光三維成像雷達。