本发明专利技术涉及工程测量技术领域，具体为一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，包括三维激光扫描仪机体、基座、三脚架和锂电池，三维激光扫描仪机体转动安装于基座上端，基座的底端固定有三脚架，三维激光扫描仪机体由锂电池供电；三维激光扫描仪机体包括机壳、激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器；基座的上表面转动安装有转盘，转盘的下表面固定有环形齿条，基座的上表面还开设有矩形槽，矩形槽的内部安装有第二马达和第二速度传感器；本发明专利技术能提高扫描速度，节约了扫描时间，同时还可调节水平转动速度，实现在同一竖向平面进行来回扫描，结合两次扫描结果，可以大大提高扫描的精确度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪
本专利技术涉及工程测量
，具体为一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪。
技术介绍
三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。其中，三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分，是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。如中国专利号201720093596.3的技术公开了一种三维激光扫描仪。三维激光扫描仪包括吊盘、壳体以及扫描系统。吊盘可以悬挂所述三维激光扫描仪，使得三维激光扫描仪可以扫描位于三维激光扫描仪下方的区域，解决了立式三维激光扫描仪的扫描盲区的问题。同时，壳体包括壳框架、吊板和多个面板，所述吊板、多个面板可拆卸安装在所述壳框架上。该技术的三维激光扫描仪在后期维护的过程中，只需要将其中一个面板从壳框架上拆卸下来即可，其结构简单，便于拆卸或安装且成本低；但是该技术依旧存在一些不足处之处，例如：马达带动滤光镜做连续的360°转动，且滤光镜转动一周的过程中只会有半周对外部物体进行扫描，从而扫描效率低，耗费时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，包括三维激光扫描仪机体、基座、三脚架和锂电池，所述三维激光扫描仪机体转动安装于所述基座上端，所述基座的底端固定安装有所述三脚架，所述三维激光扫描仪机体由所述锂电池供电；其中，所述三维激光扫描仪机体包括机壳、激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器；所述激光雷达与所述滤光镜左右正对设置，所述滤光镜的右侧壁固定有转动轴，所述转动轴的右端固定有传动轮，所述传动轮的左侧壁开设有圆形槽，所述圆形槽的环形内壁上固定有弧形齿条，所述圆形槽的中心位置固定有第一不完全齿轮，所述第一马达的输出端固定有第二不完全齿轮，所述第二不完全齿轮与所述传动轮之间啮合连接，所述第一马达用于驱动所述滤光镜转动，以控制所述激光雷达发射的激光在垂直方向运动并对被测物体进行垂直扫描，所述第一速度传感器与所述第一马达相连接并记录其旋转参数信息，所述全景相机根据中心投影成像原理将全景影像转化为全景球面点云，在全景影像与三维激光扫描点云上建立对应控制点，所述时间计数器用于记录时间信息；所述激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器均由所述中央处理器控制并安装于所述机壳内部，所述机壳内部还设有电池腔，所述电池腔内部安装有所述锂电池；所述机壳的右侧壁设有显示屏及控制面板，所述显示屏与所述控制面板之间通过电性连接，所述机壳的左侧壁设有散热窗；所述基座的上表面转动安装有转盘，所述转盘的上表面通过螺栓固定安装有所述三维激光扫描仪机体，所述转盘的下表面固定有环形齿条，所述基座的上表面还开设有矩形槽，所述矩形槽的内部安装有第二马达和第二速度传感器，所述第二马达的输出端固定有主动齿轮，所述主动齿轮与所述环形齿条之间啮合连接，所述第二速度传感器与所述第二马达相连接并记录其旋转参数信息；所述三脚架包括三根铰接于所述基座底端面的支撑架，每一个所述支撑架的底端外壁均套接有滑套，所述滑套的左、右侧壁均螺纹安装有梅花型固定旋钮，所述滑套的底端固定有伸缩杆，所述伸缩杆的底端固定有地钉。优选的，所述第二不完全齿轮的齿牙转动上半周与所述所述弧形齿条啮合连接，所述第二不完全齿轮的齿牙转动下半周与所述第一不完全齿轮的齿牙啮合连接。优选的，所述三维激光扫描仪机体内部还包括无线通讯模块和存储模块，所述无线通讯模块通过无线网络与外部的计算机进行通信，所述存储模块用于对扫描的信息进行记录及储存。优选的，所述三维激光扫描仪机体内部还安装有集成式传感器，所述集成式传感器内部包括双轴补偿器、高度传感器、指南针及GNSS，所述双轴补偿器对每次扫描进行水平校准，精度为19角秒，误差范围±2°，所述高度传感器通过电子气压计可测的与固定点相对的高度并将其添加至扫描，所述指南针用于指示扫描的方向，所述GNSS内部集成GPS和GLONASS。优选的，所述激光雷达的内部包括激光发射器、天线、接收器及跟踪架，所述激光发射器的波长为1550nm，所述激光发射器的光束发散角为0.3mrad，所述激光发射器的出射光束为2.12nm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：一、本专利技术通过在传动轮的左侧壁开设圆形槽，在圆形槽的环形内壁上固定弧形齿条，圆形槽的中心位置固定第一不完全齿轮，第一马达通电后驱动第二不完全齿轮顺时针转动，其中第二不完全齿轮的齿牙转动上半周与弧形齿条啮合连接，即可带动传动轮顺时针转动180°，第二不完全齿轮的齿牙转动下半周与第一不完全齿轮的齿牙啮合连接，即可带动传动轮逆时针转动180°，综上第一马达通电可带动传动轮做往返180°转动，传动轮又通过转动轴与滤光镜相固定，进而可带动滤光镜做往返180°转动，滤光镜能将激光雷达发出的光单方向拓展成一个光条，再投射到物体表面，由于物体表面曲度或者深度的变化，使光条变形，再由全景相机摄取此变形光条的图形，这样由激光束的发射角和激光束在全景相机内部的成像位置，通过三角几何关系即可获得被测点的距离或位置数据，滤光镜做往返180°转动再结合三维激光扫描仪机体做水平转动，大大的提高了扫描的速度，节约了扫描时间，同时还可调节水平转动速度，实现在同一竖向平面进行来回扫描，再结合两次扫描结果，可以大大提高扫描的精确度。二、本专利技术通过转盘的下表面固定有环形齿条，基座的上表面还开设有矩形槽，矩形槽的内部安装有第二马达和第二速度传感器，第二马达的输出端固定有主动齿轮，基座的上表面转动安装有转盘，转盘的下表面固定有环形齿条，主动齿轮与环形齿条之间啮合连接，从而第二马达通电后能带动维激光扫描仪机体在水平面内转动，即可实现对周围环境进行360°扫描并得到三维模型及线、面、体等各种图件数据，另外在基座的上表面表面嵌设有玻璃水准泡，从而便于判断三维激光扫描仪是否处于水平状态，可有效降低扫描结果的误差，且玻璃水准泡的造价低。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，包括三维激光扫描仪机体(1)、基座(2)、三脚架(3)和锂电池(4)，其特征在于：所述三维激光扫描仪机体(1)转动安装于所述基座(2)上端，所述基座(2)的底端固定安装有所述三脚架(3)，所述三维激光扫描仪机体(1)由所述锂电池(4)供电。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，包括三维激光扫描仪机体(1)、基座(2)、三脚架(3)和锂电池(4)，其特征在于：所述三维激光扫描仪机体(1)转动安装于所述基座(2)上端，所述基座(2)的底端固定安装有所述三脚架(3)，所述三维激光扫描仪机体(1)由所述锂电池(4)供电。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，其特征在于：其中，所述三维激光扫描仪机体(1)包括机壳(101)、激光雷达(102)、滤光镜(103)、第一速度传感器(104)、第一马达(105)、全景相机(106)、时间计数器(107)及中央处理器(108)；所述激光雷达(102)与所述滤光镜(103)左右正对设置，所述滤光镜(103)的右侧壁固定有转动轴(109)，所述转动轴(109)的右端固定有传动轮(110)，所述传动轮(110)的左侧壁开设有圆形槽(111)，所述圆形槽(111)的环形内壁上固定有弧形齿条(112)，所述圆形槽(111)的中心位置固定有第一不完全齿轮(113)，所述第一马达(105)的输出端固定有第二不完全齿轮(114)，所述第二不完全齿轮(114)与所述传动轮(110)之间啮合连接，所述第一马达(105)用于驱动所述滤光镜(103)转动，以控制所述激光雷达(102)发射的激光在垂直方向运动并对被测物体进行垂直扫描，所述第一速度传感器(104)与所述第一马达(105)相连接并记录其旋转参数信息，所述全景相机(106)根据中心投影成像原理将全景影像转化为全景球面点云，在全景影像与三维激光扫描点云上建立对应控制点，所述时间计数器(107)用于记录时间信息；所述激光雷达(102)、滤光镜(103)、第一速度传感器(104)、第一马达(105)、全景相机(106)、时间计数器(107)及中央处理器(108)均由所述中央处理器(108)控制并安装于所述机壳(101)内部，所述机壳(101)内部还设有电池腔(115)，所述电池腔(115)内部安装有所述锂电池(4)；所述机壳(101)的右侧壁设有显示屏(116)及控制面板(117)，所述显示屏(116)与所述控制面板(117)之间通过电性连接，所述机壳(101)的左侧壁设有散热窗(118)；所述基座(2)的上表面转动安装有转盘(201)，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：王鹏，
申请(专利权)人：北京徕达泰科科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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