[發(fā)明專利]輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310063245.4
• 申請日: 2013-02-28
• 公開（公告）號: CN103148803A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發(fā)明（設計）人: 鄭新奇;孫義博;賈宗仁;王鶴饒;艾剛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國地質(zhì)大學（北京）
• 主分類號: G01B11/24
• 分類號: G01B11/24
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 趙建剛

1.一種輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)，其特征在于，包括GPS定位系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)INS、激光掃描儀、數(shù)碼相機、串口和數(shù)據(jù)采集計算機；所述GPS定位系統(tǒng)包括相互電連接的GPS天線和GPS接收機；所述GPS接收機、所述慣性導航系統(tǒng)INS和所述激光掃描儀均通過所述串口與所述數(shù)據(jù)采集計算機連接；所述GPS接收機還分別與所述數(shù)碼相機和所述INS連接。?

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)，其特征在于，所述GPS接收機設置1PPS信號線輸出接口；所述1PPS信號線輸出接口分別連接到所述INS的同步信號接口以及所述數(shù)據(jù)相機的觸發(fā)器；和/或?

還包括供電電源；所述供電電源的輸出端通過電源開關(guān)分別向所述GPS接收機、所述INS和所述激光掃描儀供電；所述數(shù)碼相機內(nèi)置有供電模塊，通過所述供電模塊向所述數(shù)碼相機供電。?

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)，其特征在于，所述供電電源為鋰電池；所述供電模塊為鋰電池。?

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集計算機為平板觸摸式工業(yè)控制計算機；和/或所述數(shù)碼相機為CCD數(shù)碼相機；?

還包括箱體；所述GPS接收機、所述INS和所述激光掃描儀集成安裝在所述箱體的內(nèi)部；所述GPS天線和所述數(shù)碼相機安裝在所述箱體的外部。?

5.一種應用權(quán)利要求1-4任一項所述輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)的三維激光掃描測量方法，其特征在于，包括以下步驟：?

S1，設置所述GPS定位系統(tǒng)對GPS數(shù)據(jù)的采集參數(shù)、所述INS對INS數(shù)據(jù)的采集參數(shù)和所述激光掃描儀對激光數(shù)據(jù)的采集參數(shù)；?

S2，所述輕小型三維激光掃描測量系統(tǒng)設置兩種數(shù)據(jù)接收模式，第一種模式：根據(jù)GPS位置開始接收和停止接收數(shù)據(jù)；第二種模式，未設置根據(jù)GPS位置開始接收和停止接收數(shù)據(jù)；?

按設置的所述采集參數(shù)，所述數(shù)據(jù)采集計算機控制所述GPS定位系統(tǒng)、所述INS和所述激光掃描儀進行數(shù)據(jù)采集；其中，所述GPS定位系統(tǒng)采集載體的GPS數(shù)據(jù)；當所述GPS定位系統(tǒng)采集載體的GPS數(shù)據(jù)時，觸發(fā)所述數(shù)碼相機采集目標?物體的紋理數(shù)據(jù)；所述INS采集載體的INS數(shù)據(jù)；所述激光掃描儀對目標物體進行掃描，采集所述目標物體的激光數(shù)據(jù)；?

如果設置為第一種模式，則需要預先設置起始GPS坐標和搜索距離，當?shù)竭_所述起始GPS坐標時，所述數(shù)據(jù)采集計算機開始接收并保存所述GPS數(shù)據(jù)、所述INS數(shù)據(jù)和所述激光數(shù)據(jù)；當超過所述搜索距離時，停止接收所述GPS數(shù)據(jù)、所述INS數(shù)據(jù)和所述激光數(shù)據(jù)；如果設置為第一種模式，則直接接收所述GPS數(shù)據(jù)、所述INS數(shù)據(jù)和所述激光數(shù)據(jù)；?

S3，所述數(shù)據(jù)采集計算機對接收到的所述GPS數(shù)據(jù)、所述INS數(shù)據(jù)和所述激光數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)后處理，生成所述被測目標的點云數(shù)據(jù)；?

S4，所述數(shù)據(jù)采集計算機結(jié)合所述被測目標的點云數(shù)據(jù)以及所述紋理數(shù)據(jù)，生成帶有紋理信息的被測目標的三維模型。?

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維激光掃描測量方法，其特征在于，S1中，所述GPS定位系統(tǒng)的采集參數(shù)包括：GPS數(shù)據(jù)的存儲路徑、GPS停止位、GPS檢校位、GPS數(shù)據(jù)位和GPS數(shù)據(jù)采集頻率；?

所述INS的采集參數(shù)包括：INS數(shù)據(jù)的保存格式和存儲路徑、INS數(shù)據(jù)的采集頻率；?

所述激光掃描儀的采集參數(shù)包括掃描模式、掃描角度、掃描時長、掃描得到的數(shù)據(jù)的保存格式和存儲路徑；其中，所述掃描模式包括連續(xù)數(shù)據(jù)采集模式和固定時間長數(shù)據(jù)采集模式；其中，所述連續(xù)數(shù)據(jù)采集模式為連續(xù)采集被測目標的激光數(shù)據(jù)，直到采集結(jié)束；所述固定時間長數(shù)據(jù)采集模式為：首先設置激光掃描的時間長度，然后按照所設置的時間長度采集被測目標的激光數(shù)據(jù)，當達到所設置的時間長度時，終止采集被測目標的激光數(shù)據(jù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維激光掃描測量方法，其特征在于，S2中，所述GPS數(shù)據(jù)包括載體地理坐標信息、載體地速信息以及載體方位信息；所述INS數(shù)據(jù)包括載體姿態(tài)信息、載體位置信息和載體加速度信息。?