[实用新型]基于四轴飞行器的可移动三维激光扫描装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种三维扫描仪，尤其是涉及扫描环境的三维扫描仪。 

背景技术

目前三维扫描仪行业发展非常迅速，三维扫描仪是用来侦测并分析显示世界中物体或环境的形状（几何构造）与外观数据（如颜色、表面反照率等性质）。搜集到的数据常被用来进行三维重建计算，在虚拟世界中创建实际物体的数字模型。这些模型具有相当广泛的用途，如工业设计、瑕疵检测、逆向工程、机器人导引、地貌测量、医学信息、生物信息、刑事鉴定、数字文物典藏、电影制片、游戏创作素材等等都可见其应用。三维扫描仪的制作并非仰赖单一技术，各种不同的重建技术都有其优缺点，成本与售价也有高低之分。 

三维激光扫描技术又称实景复制技术，利用激光测距的原理，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。 

三维激光扫描的技术原理针对现有三维实物（样品或模型）在没有技术文档的情况下，可快速测得物体的轮廓集合数据，并加以构建，编辑，修改生成输出通用格式的曲面数字化模型。 

三维激光扫描仪在工作的时候，一般会选择加上一些支撑架来辅助扫描，并且通过数据线连接到电脑上来传输三维数据信息。 

目前的三维扫描仪都是通过计算机来显示或者加载三维数据模型，再加上扫描仪和支撑架等一系列的辅助设备，设备沉重，不易搬运和部署，扫描范围固定。若需扫描大尺寸（尺度）的物体，手持式三维激光扫描仪的应用必须依赖大量人工手持操作，耗费时间长，拼接误差大，对操作者水平都有一定的限制。有时为了达到最好的扫描效果需要重复扫描，耗费人工成本。根据被扫描物体的不同，需要更换不同扫描方式的扫描仪，如相位式的三维激光扫描仪多用于室内扫描（工厂、汽车），脉冲式三维激光扫描仪基本上不受限制，但是脉冲式的三维扫描仪在工作的时候需要借助支撑架，精度也相对较低。一般的三维扫描仪为了达到更好的扫描效果，在扫描时必须得人工手持或者给被扫描的物体加一个旋转的底座，也只能针对小型物体，对于大型的物体譬如建筑、山体等都不能进行扫描工作。 

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种基于四轴飞行器的可移动三维激光扫描仪的装置。 

本实用新型的技术方案是，基于四轴飞行器的可移动三维激光扫描仪，包括有四轴飞行器、摄像头，激光发射器，激光接收器，所述摄像头、所述激光发射器和所述激光接收器连接到四轴飞行器的主控板上，所述的主控板与所述四轴飞行器之间连接有微电机。 

所述可移动三维激光扫描仪的扫描方式分为无线和有线。 

本实用新型的有益效果在于利用四轴飞行器尺寸较小、重量较轻、适合携带和使用的无人驾驶飞行器一样能够携带一定的任务载荷，具备自主导航的飞行功能等特点来搭载三维扫描仪的摄像头和激光发射器。因为四轴飞行器可以执行高空飞行的任务，也可以进行悬停等操作，完全符合扫描仪扫描物体时的需求。 

附图说明

图1：四轴三维激光扫描仪结构图。 

图2：四轴三维激光扫描仪的工作原理图。 

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型作具体说明。 

如图1所示，一种基于四轴飞行器的可移动三维激光扫描仪，包括有四轴飞行器1、摄像头6，激光发射器5，激光接收器7。 

四轴飞行器1的控制有圆形区域的电路板进行控制，扫描所需的三种器件都会通过排线连接到四轴飞行器1的主控板上。此款扫描仪会根据扫描物体的不同，利用微电机4调整扫描摄像头，扫描仪垂直的高层建筑物体或者山体等扫描的摄像头会面向扫描物体垂直于四轴飞行器，扫描地面等平行于飞行器的物体时，扫描的摄像头会平行于飞行器和扫描的物体。 

本实用新型在扫描物体时的操作方法，利用计算机的软件操作四轴飞行器电机飞行至被扫描物体的附近，然后打开扫描仪，扫描物体的本身。另外在扫描物体之前可以事先规划好四轴飞行器的路径，然后可以让四轴飞行器自动的按照规划的路径去扫描物体，扫描的数据会保存到四轴飞行器自身的存储器中，也可以通过软件实时的操作飞行器进行扫描工作实时的接收扫描数据。 

扫描的方式分为无线和有线，在扫描高度低和近距离的物体是采用有线的方式，这样可以实时的传输扫描的数据，传输的速度也比较快。 

扫描距离远或者高度比较高的物体采用无线的方式，利用四轴飞行器的wifi模块3将扫描的数据发回监护端。 

如图2所示，在执行扫描作业的时候，电脑软件控制四轴飞行到固定的起始点，然后开始悬停状态，等待远程监护端的扫描命令。接收到扫描的命令时，四轴飞行器的激光发射器会发射一组激光打到被扫描的物体上，然后激光接收器接收来自物体反射的激光，经过处理过程，得出扫描的数据，扫描的数据传输方式分为实时传输，或者基于四轴飞行器的存储器，先将数据保存起来，扫描结束之后再导入电脑中。