[發(fā)明專利]一種結合空間定位掃描及智能終端的空間測繪系統(tǒng)及方法

在審

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• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106996770A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設計）人: 趙怡
• 申請（專利權）人: 趙怡
• 主分類號: G01C15/00
• 分類號: G01C15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發(fā)明涉及空間測繪技術領域，尤其是一種結合空間定位掃描及智能終端的空間測繪系統(tǒng)及方法。

背景技術

目前，在空間測繪領域中，通常采用全站儀測量，其主要原理是在設定好的基準點上向散放物使用全站儀，全站儀攜帶的激光測距儀和角度儀，收集測量物的標記點數(shù)據(jù)，然后發(fā)回計算機生成模擬散放物堆積模型，通過計算演示推導出散放物體積。

采用全站儀測量的方式存在的以下問題和缺點：

（1）主要問題在于測量散放物的體積時，需要先圍繞散放物設置基準點，然后在基準點上依次使用全站儀掃描取點。對于固定場所的要求很高，一旦基準點的位置發(fā)生改變，需要重新測定基準點的位置才能使后臺計算軟件正確模擬數(shù)據(jù)信息。在測量精度方面，現(xiàn)有技術的取點數(shù)量較少，受限于地面視野的狹小，一旦測量物的中心出現(xiàn)凹陷，測量儀器不能有效的獲取正確測量點，從而導致測量精度的大打折扣。測量成本方面，現(xiàn)有技術需要多點多次測量，對于大型場地測量來說，人員需要全程攜帶測量設備運動。

（2）測量前準備工作復雜，需要進行散放物的整形操作，增加測量成本的投入。測量精度受限于基準點上采集標記點的數(shù)量。測量過程繁瑣，需要實際測量人員多次安放測量設施。實際測量精度會受到測量場地的限制，對于有遮擋物的測量場地，抗干擾能力差。在測量結果生成后，無法進行人工復檢審核。

發(fā)明內容

本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種結合空間定位掃描及智能終端的空間測繪系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)結合精確的三維掃描與精準空間定位技術，在散放物體積測量中，突破地面限制，將測量模塊帶到空中，改變原有的測量方式從根本上提高測量精度、節(jié)約測量成本、降低測量時間。

為解決上述技術問題，本發(fā)明所采取的技術方案是：一種結合空間定位掃描及智能終端的空間測繪系統(tǒng)，其特征在于包括空間掃描子系統(tǒng)、地面定位子系統(tǒng)和控制管理子系統(tǒng)，所述空間掃描子系統(tǒng)包括掃描模塊和控制單元，掃描模塊豎直向下對準地面測量物頂部，采集所在位置下對準的掃描數(shù)據(jù)信息；所述地面定位子系統(tǒng)包括定位模塊和控制單元，定位模塊鎖定并定位空中標記的空間位置數(shù)據(jù)信息；所述控制管理子系統(tǒng)包括具有智能終端的顯示模塊，可實現(xiàn)測量目標物頂部采集點空間坐標的顯示、標記位置掃描信息計算、顯示、歷史記錄及數(shù)據(jù)分享；所述空間掃描子系統(tǒng)、地面定位子系統(tǒng)和控制管理子系統(tǒng)均包括傳輸模塊和供電模塊，其中傳輸模塊用于保持三個子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)實時傳輸；所述的控制單元根據(jù)控制管理子系統(tǒng)發(fā)出的指令控制空間掃描子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集作業(yè)；供電模塊為三個子系統(tǒng)提供交流或電池供電。

對上述方案作進一步限定，所述空間掃描子系統(tǒng)包括無人機、球體和掃描探測設備，其中無人機下方固定懸掛具有標記的球體，球體下方設置掃描探測設備，無人機攜帶球體和掃描探測設備在空間中移動。

對上述方案作進一步限定，所述掃描探測設備包括由可調激光測距探頭組成的掃描探頭陣列，掃描探頭陣列設置于載板上，在載板上留有每個可調激光測距探頭的獨立轉動空間，每個可調激光測距探頭在其獨立轉動空間內左右和前后擺動。

對上述方案作進一步限定，所述可調激光測距探頭平行等距排列形成掃描探頭陣列，可調激光測距探頭與載板之間為球面配合，可調激光測距探頭在載板內繞球心轉動，在可調激光測距探頭下方設有角度控制裝置。

對上述方案作進一步限定，所述角度控制裝置包括左右調節(jié)機構和前后調節(jié)機構，其中左右調節(jié)機構位于掃描探頭陣列下方，其控制每個可調激光測距探頭繞球心在左右方向擺動角度，前后調節(jié)機構位于左右調節(jié)機構的下方，其控制每行可調激光測距探頭繞球心在前后方向擺動角度；前后調節(jié)機構通過位于兩端的固定夾頭，固定支撐于底部的水平支撐臺上。

對上述方案作進一步限定，所述左右調節(jié)機構包括左調節(jié)電機、右調節(jié)電機和皮帶輪，其中其中皮帶輪位于每個可調激光測距探頭下方，并且由皮帶輪驅動可調激光測距探頭繞球心擺動；掃描探頭陣列分為左半部分和右半部分，其中左半部分和右半部分掃描探頭陣列的皮帶輪通過皮帶依次串接，形成聯(lián)動機構，左半部分和右半部分的可調激光測距探頭作為一組，同方向擺動，左半部分的可調激光測距探頭由位于左端的左調節(jié)電機驅動，右半部分的可調激光測距探頭由位于右端的右調節(jié)電機驅動；左調節(jié)電機和右調節(jié)電機之間設有同步器；相鄰兩個皮帶輪之間的傳動比保持不變，同一行內的可調激光測距探頭，其左右擺動角度由兩端向中間依次減小。