一種小型無人機機載三維激光測量裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于儀器科學(xué)與技術(shù)的領(lǐng)域，涉及到一種基于多傳感器集成的空間三維激光快速掃描測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上存在的進口機載激光雷達系統(tǒng)，大多是有機組合的一整套系統(tǒng)，包括激光掃描儀、數(shù)碼相機、慣性陀螺儀、控制終端、GPS、電源等設(shè)計，體積較大，重量都在幾十公斤以上。這種機載激光雷達系統(tǒng)只能使用引擎小型飛機、有人直升機或其他小型飛機等，使用這些飛機來搭載激光雷達進行各種勘測，昂貴價格和飛行成本高，且飛行受航空管制，機場、天氣的影響非常大。
[0003]在這種情況下，超低空飛行器的搭載的小型激光雷達系統(tǒng)，具有潛在優(yōu)勢和巨大的市場，低空飛行器以其輕便，低成本、易于運作等特征，被廣泛應(yīng)用，在未來開放低空領(lǐng)空域的憧憬下，低空飛行平臺民用領(lǐng)域的未來發(fā)展，具有廣闊的空間，將低空飛行器與小型激光雷達技術(shù)有機的結(jié)合，可以最大限度的將這種先進的技術(shù)應(yīng)用到各行各業(yè)，尤其是大型基礎(chǔ)建設(shè)彳丁業(yè)，如電力線路設(shè)計、公路設(shè)計、鐵路線路設(shè)計、以及石油管道設(shè)計等，尚效、尚精度的完成，各種工程設(shè)計和建設(shè)，為國民經(jīng)濟發(fā)展發(fā)揮重要作用。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本實用新型的目的在于提供一種小型無人機機載三維激光測量裝置，以解決【背景技術(shù)】所提出的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種小型無人機機載三維激光測量裝置，包括裝置本體、固定裝置、蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊、慣性導(dǎo)航裝置、高清相機及掃描儀，所述固定裝置分別與裝置本體及小型無人機連接，所述蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊及慣性導(dǎo)航裝置均安裝在裝置本體的內(nèi)部，所述高清相機及掃描儀設(shè)置在裝置本體的底部，所述裝置本體的兩側(cè)設(shè)置GPS天線。
[0007]作為本實用新型進一步的方案，所述高性能板卡計算機用于向控制模塊設(shè)置命令、接收激光掃描儀采集的數(shù)據(jù)和接收高清相機采集的影像數(shù)據(jù)；所述集成控制模塊用于控制各個傳感器的動作以及發(fā)送GPS精確時間；所述GPS模塊用于采集測量系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，并同步系統(tǒng)時間；所述慣性導(dǎo)航裝置用于采集測量系統(tǒng)的姿態(tài)、加速度數(shù)據(jù)；所述高清相機用于移動測量過程中同步采集、處理、拼接載體周邊影像；所述掃描儀用于測量移動過程中激光發(fā)射方位的距離、角度和反射強度信息，獲取空間點云數(shù)據(jù)。
[0008]作為本實用新型進一步的方案，所述高性能板卡計算機設(shè)置可用于用戶通過有線網(wǎng)絡(luò)遠程查看、操控測量系統(tǒng)以及訪問保存在存儲介質(zhì)中的采集數(shù)據(jù)的相關(guān)接口。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的優(yōu)點:
[0010]I) 一體化，所有傳感器高度緊湊集成在一起，實現(xiàn)真正意義上的一體化；
[0011]2)免標定，各傳感器之間精密、穩(wěn)定裝配成一個整體，不需要頻繁標定，更換載體時亦不需要標定，與載體無關(guān)；
[0012]3)高精度，各傳感器精度高，且剛性、緊密連接在一起，相對位置穩(wěn)定，另外本無人機機載三維激光測量裝置飛行高度約為20?100米，精度范圍通常在3?10cm，符合I: 500的測圖要求；
[0013]4)高智能，點云與全景影像無縫融合，操控方便；
[0014]5)易安裝，不需要任何工具即可輕松將該裝置安裝在無人機上。
【附圖說明】
[0015]圖1為本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2為本實用新型與小型飛機連接示意圖；
[0017]圖3為本實用新型的工作原理圖；
[0018]圖中:1、裝置本體，2、固定裝置，3、蓄電池，4、高性能板卡計算機，5、集成控制模塊，6、GPS模塊，7、慣性導(dǎo)航裝置，8、高清相機，9、掃描儀，10、GPS天線，11、小型無人機。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步闡述。
[0020]如圖1-3所示，一種小型無人機機載三維激光測量裝置，包括裝置本體1、固定裝置2、蓄電池3、高性能板卡計算機4、集成控制模塊5、GPS模塊6、慣性導(dǎo)航裝置7、高清相機8及掃描儀9，所述固定裝置2分別與裝置本體I及小型無人機11連接，并可快速安裝和拆卸；所述蓄電池3、高性能板卡計算機4、集成控制模塊5、GPS模塊6及慣性導(dǎo)航裝置7均安裝在裝置本體I的內(nèi)部，所述高清相機8及掃描儀9設(shè)置在裝置本體I的底部，各傳感器集中、緊湊裝配于該主體結(jié)構(gòu)上，剛性連接在一起，減少因傳感器過于分散、相對距離過大、剛性不足等因素引起的變形誤差，從而確保測量精度，所述裝置本體I的兩側(cè)設(shè)置GPS天線10。高性能板卡計算機4提供的相關(guān)接口可用于用戶通過有線網(wǎng)絡(luò)遠程查看、操控測量系統(tǒng)以及訪問保存在存儲介質(zhì)中的采集數(shù)據(jù)。
[0021]所述高性能板卡計算機4用于向控制模塊設(shè)置命令、接收激光掃描儀采集的數(shù)據(jù)和接收高清相機采集的影像數(shù)據(jù)；所述集成控制模塊5用于控制各個傳感器的動作以及發(fā)送GPS精確時間；所述GPS模塊6用于采集測量系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，并同步系統(tǒng)時間；所述慣性導(dǎo)航裝置7用于采集測量系統(tǒng)的姿態(tài)、加速度數(shù)據(jù)；所述高清相機8用于移動測量過程中同步采集、處理、拼接載體周邊影像；所述掃描儀9用于測量移動過程中激光發(fā)射方位的距離、角度和反射強度信息，獲取空間點云數(shù)據(jù)。
[0022]如圖3所示，該裝置采用多傳感器融合技術(shù)與智能圖像分析技術(shù)，在載體及系統(tǒng)移動過程中，快速獲取高精度定位定姿數(shù)據(jù)、高密度三維點云和高清連續(xù)全景影像數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)配備的數(shù)據(jù)加工處理、海量數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用服務(wù)軟件，為用戶提供快速、機動、靈活的一體化三維移動測量完整解決方案。各傳感器采用如下方法進行時間同步控制:衛(wèi)星定位模塊解算出的GPS時間直接輸入集成控制模塊中，激光掃描儀通過輸入集成控制模塊中即可獲取GPS同步時間。高性能板卡計算機向高清相機發(fā)出同步控制信號，亦可獲取全景相機的GPS同步時間。
[0023]通過小型無人機機載平臺，該裝置可快速完成三維地理數(shù)據(jù)制作、實景數(shù)據(jù)制作、矢量地圖數(shù)據(jù)建庫，主要用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的快速獲取和處理，為制作正射影像、地面模型或基于影像的區(qū)域測繪提供最簡捷、最可靠、最直觀的應(yīng)用數(shù)據(jù)。
[0024]以上實施例僅用于說明本發(fā)明，而并非對本發(fā)明的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本發(fā)明的范疇，本發(fā)明的專利保護范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【主權(quán)項】
1.一種小型無人機機載三維激光測量裝置，包括裝置本體、固定裝置、蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊、慣性導(dǎo)航裝置、高清相機及掃描儀，其特征在于，所述固定裝置分別與裝置本體及小型無人機連接，所述蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊及慣性導(dǎo)航裝置均安裝在裝置本體的內(nèi)部，所述高清相機及掃描儀設(shè)置在裝置本體的底部，所述裝置本體的兩側(cè)設(shè)置GPS天線。
2.如權(quán)利要求1所述的一種小型無人機機載三維激光測量裝置，其特征在于，所述高性能板卡計算機用于向控制模塊設(shè)置命令、接收激光掃描儀采集的數(shù)據(jù)和接收高清相機采集的影像數(shù)據(jù)；所述集成控制模塊用于控制各個傳感器的動作以及發(fā)送GPS精確時間；所述GPS模塊用于采集測量系統(tǒng)的位置數(shù)據(jù)，并同步系統(tǒng)時間；所述慣性導(dǎo)航裝置用于采集測量系統(tǒng)的姿態(tài)、加速度數(shù)據(jù)；所述高清相機用于移動測量過程中同步采集、處理、拼接載體周邊影像；所述掃描儀用于測量移動過程中激光發(fā)射方位的距離、角度和反射強度信息，獲取空間點云數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種小型無人機機載三維激光測量裝置，其特征在于，所述高性能板卡計算機設(shè)置可用于用戶通過有線網(wǎng)絡(luò)遠程查看、操控測量系統(tǒng)以及訪問保存在存儲介質(zhì)中的采集數(shù)據(jù)的相關(guān)接口。
【專利摘要】本實用新型公開了一種小型無人機機載三維激光測量裝置，包括裝置本體、固定裝置、蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊、慣性導(dǎo)航裝置、高清相機及掃描儀，所述固定裝置分別與裝置本體及小型無人機的連接，所述蓄電池、高性能板卡計算機、集成控制模塊、GPS模塊及慣性導(dǎo)航裝置均安裝在裝置本體的內(nèi)部，所述高清相機及掃描儀設(shè)置在裝置本體的底部，所述裝置本體的兩側(cè)設(shè)置GPS天線。該小型無人機機載三維激光測量裝置，真正的一體化，各傳感器之間精密、穩(wěn)定裝配成一個整體，不需要頻繁標定，測量數(shù)據(jù)精度高，高智能，點云與全景影像無縫融合，操控方便，易安裝。
【IPC分類】G01C23-00, G01C11-00
【公開號】CN204575069
【申請?zhí)枴緾N201520220260
【發(fā)明人】李畢前
【申請人】武漢海達數(shù)云技術(shù)有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年4月14日