[實用新型]一種激光掃描測量裝置

有效

• 申請號: 201520440144.9
• 申請日: 2015-06-24
• 公開（公告）號: CN204718597U
• 公開（公告）日: 2015-10-21
• 發明（設計）人: 陳楚江;余紹淮;鐘若飛;明洋;王麗園;張霄;余飛;羅博仁
• 申請（專利權）人: 中交第二公路勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 王敏鋒

技術領域

本實用新型屬于激光掃描測量技術領域，更具體涉及一種激光掃描測量的裝置，它適用于機載、車載移動搭載平臺通用的超小型激光掃描測量。

背景技術

激光掃描測量系統是一種集激光掃描、全球導航衛星系統和慣性導航系統等多種技術于一身的多功能傳感器系統。激光掃描測量技術僅需布設少量的地面基站與地面控制點，即可實現三維地表信息的快速、高精度采集，成果精度滿足公路定測與施工圖設計的高精度要求，代替人工斷面測量，大幅縮短工程測設周期，減少野外工作量，是一種經濟可行的、易于實施的先進技術手段。

目前有各種車載、機載激光移動測量手段均能滿足公路交通建設的精度需求，但從實際應用情況來看，現有機載、車載激光掃描測量裝置多存在設備體積較大、重量較重、售價昂貴等特點，而且搭載平臺相對單一，不能實現機載、車載移動搭載平臺通用，適用性相對較差。

因此，現有激光掃描測量裝置還有待于更進一步的改進和發展。

發明內容

本實用新型的目的是在于提供了一種激光掃描測量的裝置，結構簡單，使用方便，輕便易攜帶，能搭載在直升飛機、無人機或汽車的移動平臺上的超小型通用一體化激光掃描測量，在確保測量精度的同時，提高了激光掃描測量裝置的適用性、方便性。

為了實現上述的目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種激光掃描測量裝置，該裝置包括激光掃描儀、慣性測量裝置、差分全球導航衛星系統、高分辨率數碼相機、中心控制單元和電源單元。其特征在于：用于發射并接收激光脈沖信號進行激光測距的激光掃描儀通過壓接式連接器與中心控制單元相連，用于實時測定激光雷達信號發射參考點空間位置并提供全球導航衛星系統秒脈沖信號用于不同數據源觀測值之間時間同步的差分全球導航衛星系統包括天線和信號接收機，天線通過反極性連接器分別與信號接收機、激光掃描儀、慣性測量裝置和高分辨率數碼相機相連，用于實時測定激光掃描測量裝置主光軸姿態參數的慣性測量裝置通過通用串行總線與中心控制單元相連，用于獲取地面地物地貌影像的高分辨率數碼相機通過通用串行總線與中心控制單元相連，用于電源轉換與存儲的電源單元通過魏德米勒連接器與中心控制單元相連，電源單元同時通過申泰連接器分別為激光掃描儀、慣性測量裝置、差分全球導航衛星系統和高分辨率數碼相機提供電源供應；用于提供激光掃描儀、慣性測量裝置、差分全球導航衛星系統和高分辨率數碼相機通信接口與數據鏈路控制的中心控制單元通過局域網接口與外置計算機相連。

所述的激光掃描儀為脈沖激光掃描儀，包括激光發射器、接收器、時間間隔測量裝置、傳動裝置和計算機，用于測定激光雷達信號發射參考點到地面激光腳點間距離和反射激光強度信息。

所述的激光掃描儀通過壓接式連接器與中心控制單元相連用于信號傳輸和數據交互，通過反極性連接器與差分全球導航衛星系統的天線相連用于接收秒脈沖信號用于后數據處理時的時間同步；

所述的慣性測量裝置為捷聯慣性導航裝置，包括加速度計、陀螺儀、導航計算機、存儲單元，用于實時測定激光掃描測量裝置的主光軸姿態參數，即俯仰角、側滾角和航向角，并與差分全球導航衛星系統數據相結合實現對激光掃描數據和高分辨率數碼影像的快速定位。所述的慣性測量裝置通過反極性連接器與差分全球導航衛星系統的天線相連用于接收秒脈沖信號用于后數據處理時的時間同步，通過通用串行總線與信號接收機相連用于差分全球導航衛星系統測量數據的實時傳輸；

所述的差分全球導航衛星系統包括天線和信號接收機，天線通過反極性連接器分別與信號接收機、激光掃描儀、慣性測量裝置和高分辨率數碼相機相連，用于確定激光雷達信號發射參考點的空間位置，同時通過秒脈沖信號記錄瞬間激光掃描儀和高分辨率數碼相機開啟脈沖的時間標記；

所述的高分辨率數碼相機為電荷耦合元件相機，用于拍攝地面數字影像信息。所述的高分辨率數碼相機通過通用串行總線與中心控制單元相連用于信號傳輸和數據交互；

所述的中心控制單元包括輸入/輸出控制單元和中央處理器，用于控制激光掃描儀、慣性測量裝置、差分全球導航衛星系統、高分辨率數碼相機的協調運行，提供傳感器之間及對外的通信接口與數據鏈路控制，實時傳輸激光掃描測量裝置的各種系統狀態數據和實時采集數據，以實現在外置計算機的動態顯示與實時監控；

所述的電源單元包括電源輸入單元、電源轉換單元、電源存儲單元和電源輸出單元，用于電源轉換與電源儲存，負責將外部輸入電源轉換為激光掃描測量裝置所需的各種電源并分別供電。

本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果：