本发明专利技术涉及一种基于激光定位的建筑测绘装置。该装置使用激光扫描头进行大范围的扫描，先通过图像确定出需要测绘的范围，由于激光发出只有有墙面的位置才会出现光点，其他位置的激光由于没有墙面接收都会传递到其他位置，因此可以快速地确定测绘范围，方便进行后续划分；使用两个激光追踪头结合调焦摄像机进行高精度点云绘制，可以大大提高激光测绘的精度和速度，且自动化程度高，不需要人为干预；系统自动计算各个点的坐标，然后在系统内自动生成3D模型，方便快捷，适合大范围使用；当需要测绘多个不同位置或者角度时，将激光追踪头的坐标进行输入即可，测绘出的点的位置可以自动匹配，从而实现不同角度的测绘。
【技术实现步骤摘要】
一种基于激光定位的建筑测绘装置
本专利技术属于工程测绘领域，尤其涉及一种基于激光定位的建筑测绘装置。
技术介绍
建筑信息模型，是一种新型的工程建设行业的计算机应用技术，为设计团队、施工单位以及包括建筑运营单位在内的各方建设主体提供协同工作的基础，在提高生产效率、节约成本和缩短工期方面发挥重要作用。现有的工程测绘一般都是在实地检测的基础上再在计算机内进行建模，这就需要一方面测绘过程要精确，同时要求会使用建模软件的工程人员进行建模；但是在实际进行时，实地测绘和建模都需要大量的时间和人力。激光测绘的出现给解决上述问题提供了转机，例如申请号CN201510996903.4公开了一种快速高精度非接触测绘古建筑的方法，利用大空间三维激光扫描仪获取古建筑表面轮廓的点云数据和全景影像，构建古建筑的立体模型，利用三维光栅扫描仪获取古建筑局部细节的精细点云数据，结合建筑工法和建筑模数修正古建筑表面轮廓和局部细节的尺寸和形状。但其需要结合卫星图像，难以进行精确的测绘，尤其对于较小的物体的结构，卫星不能实现高分辨的测绘。申请号CN201920369868.7公开了一种用于测绘建筑内部结构的三维激光扫描仪，包括三脚架以及设置在三脚架上的扫描仪本体，还包括设置在三脚架上的安装盘、设置在扫描仪本体下表面的连接柱，所述连接柱上设有用于将扫描仪本体固定在安装盘上的安装件，所述连接柱在背离扫描仪本体的侧壁设有安装槽，所述安装槽与槽口相对的槽壁上设有第一螺纹孔，所述扫描仪本体的底壁上设有第一螺纹槽，所述第一螺纹孔内螺纹设有与第一螺纹槽相配合的蝶形螺栓；该三维激光扫描仪可稳定地安装在三脚架上，但是实际测绘时还是需要人工进行测量，其仅仅起到辅助的作用。
技术实现思路
针对上述内容，为解决上述问题，我们提供一种基于激光定位的建筑测绘装置，包括测绘控制器、激光扫描头、激光追踪头、变焦摄像头、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块。所述激光扫描头、激光追踪头、变焦摄像头、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块连接测绘控制器。所述激光扫描头用于向外发射水平或者竖直线型激光点阵，变焦摄像头拍摄激光点阵的图像，然后根据激光点阵的图像进行初步测绘，确定测绘的范围。所述激光追踪头设置为两个，用于向固定的角度发射点激光，变焦摄像头拍摄两个激光追踪头点激光的图像，发送给测绘控制器，测绘控制器控制激光追踪头转动使得两个点激光的重合；重合后激数据分析模块分析两个激光追踪头的角度数据计算得到重合点的坐标。所述模型绘制模块用于将计算得到的多个重合点的坐标在系统内部绘制3D模型图。所述无线收发模块用于与上位机通信，将测绘结果发送给上位机，或者从上位机获取测绘控制指令。所述激光扫描头包括激光源、光源缝、透镜、球形外罩、第一转杆和第二转杆。所述激光源、光源缝和透镜设置在球形外罩内部，激光源的外壳和透镜固定连接，且激光源可以相对于透镜的轴线移动以实现调焦；光源缝设置在透镜面上，光源缝与激光源分别位于透镜的两侧；第一转杆固定连接在透镜上，从而使得透镜带动激光源和光源缝可以绕着第一转杆的轴转动；第二转杆固定连接球形外罩，且第二转杆和第一转杆的轴为共轴设置。所述激光源发射激光经过透镜后向前方发散出射；发散的激光经过光源缝后成为线型激光射入到球形外罩的内壁上。所述球形外罩上入射激光的位置设置有多个孔，且不同位置的孔的间距不同，孔的设置方式使得球形外罩绕着第二转杆连续转动时，激光从孔内射出后在外部形成一条线型的激光点阵，不同位置点的闪烁频率不同，从而使得变焦摄像头拍摄视频发送给数据分析模块后，数据分析模块可以根据点闪烁的频率确定其从激光扫描头发射出来的角度。所述数据分析模块根据变焦摄像头拍摄的视频判断测绘的水平角度范围。所述第一转杆带动透镜以及光源缝与激光源转动时可以改变激光点阵的水平高度，从而实现不同高度的测绘。所述第二转杆为空心设置，第一转杆设置在第二转杆的中心，使得第二转杆转动时，第一转杆可以稳定不动。同时激光扫描头可以横置，横置后激光扫描头发射竖直激光点阵，从而可以判断竖直角度范围，第一转杆转动改变激光点阵水平位置，实现不同位置的测绘。所述激光追踪头的数量是两个，激光追踪头设置有电控云台，电控云台可以在测绘控制器的控制下精确控制激光追踪头发射激光的水平角度和俯仰角度。所述数据分析模块根据测绘范围将带测绘区域进行划分，划分后测绘控制器控制变焦摄像头进行变焦，变焦使得变焦摄像头的画面对划分后的某一区域进行放大，测绘控制器控制一个激光追踪头发射激光的光点出现在画面内，然后测绘控制器控制另一个激光追踪头调节角度发射激光，并调节后一个激光追踪头的角度，使得两个光点重合，重合时激光追踪头将各自的水平角度和俯仰角度发送给数据分析模块。所述数据分析模块根据两个激光追踪头各自的坐标以及水平角度和俯仰角度计算光点重合处的坐标；然后移动激光追踪头发射位置，使得重合位置移动一定距离后重新计算坐标；重复多次，使得整个划分后的区域测绘完毕后，改变变焦摄像头的变焦区域对另一个区域进行测绘，直到整个测绘区域完成测绘；数据分析模块将全部点的坐标发送给模型绘制模块，模型绘制模块对全部坐标点进行模型绘制，得到3D模型。本专利技术的有益效果为：首先本专利技术使用激光扫描头进行大范围的扫描，先通过图像确定出需要测绘的范围，由于激光发出只有有墙面的位置才会出现光点，其他位置的激光由于没有墙面接收都会传递到其他位置，因此可以快速的确定测绘范围，方便进行后续的划分。使用两个激光追踪头结合调焦摄像机进行高精度的点云绘制，可以大大提高激光测绘的精度和速度，且自动化程度高，不需要人为干预。系统自动计算各个点的坐标，然后在系统内自动生成3D模型，方便快捷，适合大范围使用；当需要测绘多个不同的位置或者角度时，将激光追踪头的坐标进行输入即可，测绘出的点的位置可以自动匹配，从而实现不同角度的测绘。附图说明被包括来提供对所公开主题的进一步认识的附图，将被并入此说明书并构成该说明书的一部分。附图也阐明了所公开主题的实现，以及连同详细描述一起用于解释所公开主题的实现原则。没有尝试对所公开主题的基本理解及其多种实践方式展示超过需要的结构细节。图1为本专利技术整体结构示意图；图2为本专利技术测绘原理图；图3为本专利技术的激光扫描头结构示意图；图4为本专利技术的坐标计算原理图。具体实施方式本专利技术的优点、特征以及达成所述目的的方法通过附图及后续的详细说明将会明确。实施例1：一种基于激光定位的建筑测绘装置，包括测绘控制器、激光扫描头1、激光追踪头2、变焦摄像头3、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块；激光扫描头1、激光追踪头2、变焦摄像头3、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块连接测绘控制器；激光扫描头1用于向外发射水平或者竖直线型激光点阵，变焦摄像头3拍摄激光点阵的图像，然后根据激光点阵的图像进行初步测绘，确定测绘本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光定位的建筑测绘装置，包括测绘控制器、激光扫描头（1）、激光追踪头（2）、变焦摄像头（3）、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块；其特征在于：/n激光扫描头（1）、激光追踪头（2）、变焦摄像头（3）、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块连接测绘控制器；/n激光扫描头（1）用于向外发射水平或者竖直线型激光点阵，变焦摄像头（3）拍摄激光点阵的图像，然后根据激光点阵的图像进行初步测绘，确定测绘的范围；/n激光追踪头（2）设置为两个，用于向固定的角度发射点激光，变焦摄像头（3）拍摄两个激光追踪头（2）点激光的图像，发送给测绘控制器，测绘控制器控制激光追踪头（2）转动使得两个点激光的重合；重合后激数据分析模块分析两个激光追踪头（2）的角度数据计算得到重合点的坐标；/n模型绘制模块用于将计算得到的多个重合点的坐标在系统内部绘制3D模型图；/n无线收发模块用于与上位机通信，将测绘结果发送给上位机，或者从上位机获取测绘控制指令。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于激光定位的建筑测绘装置，包括测绘控制器、激光扫描头（1）、激光追踪头（2）、变焦摄像头（3）、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块；其特征在于：
激光扫描头（1）、激光追踪头（2）、变焦摄像头（3）、数据分析模块、模型绘制模块和无线收发模块连接测绘控制器；
激光扫描头（1）用于向外发射水平或者竖直线型激光点阵，变焦摄像头（3）拍摄激光点阵的图像，然后根据激光点阵的图像进行初步测绘，确定测绘的范围；
激光追踪头（2）设置为两个，用于向固定的角度发射点激光，变焦摄像头（3）拍摄两个激光追踪头（2）点激光的图像，发送给测绘控制器，测绘控制器控制激光追踪头（2）转动使得两个点激光的重合；重合后激数据分析模块分析两个激光追踪头（2）的角度数据计算得到重合点的坐标；
模型绘制模块用于将计算得到的多个重合点的坐标在系统内部绘制3D模型图；
无线收发模块用于与上位机通信，将测绘结果发送给上位机，或者从上位机获取测绘控制指令。
2.根据权利要求1所述的基于激光定位的建筑测绘装置，其特征在于：
激光扫描头（1）包括激光源（4）、光源缝、透镜（5）、球形外罩（6）、第一转杆（7）和第二转杆（8）；
激光源（4）、光源缝和透镜（5）设置在球形外罩（6）内部，激光源（4）的外壳和透镜（5）固定连接，且激光源（4）可以相对于透镜（5）的轴线移动以实现调焦；光源缝设置在透镜（5）面上，光源缝与激光源（4）分别位于透镜（5）的两侧；第一转杆（7）固定连接在透镜（5）上，从而使得透镜（5）带动激光源（4）和光源缝可以绕着第一转杆（7）的轴转动；第二转杆（8）固定连接球形外罩（6），且第二转杆（8）和第一转杆（7）的轴为共轴设置；
激光源（4）发射激光经过透镜（5）后向前方发散出射；发散的激光经过光源缝后成为线型激光射入到球形外罩（6）的内壁上；
球形外罩（6）上入射激光的位置设置有多个孔，且不同位置的孔的间距不同，孔的设置方式使得球形外罩（6）绕着第二转杆（8）连续转动时，激光从孔内射出后在外部形成一条...
【专利技术属性】
技术研发人员：王亚超，李红玉，鬲鹏飞，
申请(专利权)人：王亚超，
类型：发明
国别省市：山东;37
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