[实用新型]一种三维激光扫描仪用扫描控制系统

说明书

技术领域

    本实用新型属于精密测量装置三维激光扫描仪的子系统，具体涉及一种扫描控制系统，尤其是通过基于ARM的PDA和蓝牙模块，增加了仪器操控便捷性，避免了绞线现象。 

背景技术

三维激光扫描技术是近几年发展起来的一项新兴技术，可以全天候、快速、直接、高精度地采集大范围区域的三维信息，并建立三维数字化的测量物体模型，在逆向工程、文物保护、船舶测量、机械制造加工等领域有着广泛应用前景。该技术是一项涉及光学、电学、机械、控制、图像处理以及点云数据处理程序的综合性技术，是对多种测量技术的综合体现。 

国内三维激光扫描仪的扫描控制系统基本采用有线方式，电机旋转过程中经常发生绞线现象，对仪器造成损害。目前仪器现场操控中，多采用笔记本电脑操控仪器采集点云数据，这给野外测量带了很多不便。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种全天候、大范围、高精度和快速的三维激光扫描仪用扫描控制系统，该系统能够通过PDA上的触摸屏控制仪器旋转，对野外测量带了便利。 

本实用新型的目的是这样实现的： 

本实用新型涉及一种三维激光扫描仪用扫描控制系统，其包括电源板、FPGA控制板、基于ARM的PDA、电机驱动板和电机。系统由30V锂电池供电，电源板集成DC-DC转换模块，并向FPGA控制板配置+5V电压、电机驱动板配置+12V电压和电机配置+12V（俯仰轴电机）和+24V（方位轴电机）电压；基于ARM的PDA集成SCAN模块和QT模块，SCAN模块包含4种控制方式，QT模块主要针对触摸屏LCD编程；FPGA控制板通过蓝牙模块接收来自PDA的控制指令，并且FPGA控制板集成了伺服控制模块，其用VHDL语言描述4种控制方式，把PDA的控制指令转化为驱动器能够兼容的命令；电机驱动板接收FPGA控制板信号，解调控制信号，并向电机发送控制脉冲信号；电机选择直流有刷力矩电机，包括俯仰轴电机和方位轴电机，负责响应驱动器脉冲信号，并做出相应动作。 

本实用新型还可以包括这样一些特征：

1、基于ARM的PDA与仪器本体通过蓝牙无线传输方式完成通信。

2、PDA上集成LCD触摸屏，用户通过触摸屏操控仪器采集数据，完成测量工作。  

3、仪器整体采用锂电池供电，便于野外测量。 

4、电机选用直流有刷力矩电机，这种类型电机转动力矩小，方向易控，符合仪器本体对于电机要求。

5、蓝牙模块型号选用CSR公司的BC417。    

本实用新型的通信系统具有以下几个特点：

1、本扫描控制系统采用蓝牙无线通信技术，使三维激光扫描仪的操控模块和仪器本体无线互连，有效避免绞线现象。

2、仪器操控模块采用基于ARM的PDA，增加了仪器的操控便捷度，特别是野外测量时，掌上PDA带来极大便利。

3、仪器本体转动力矩小，因此电机选用直流有刷力矩电机，这类电机便于控制，符合三维激光扫描仪对于电机的要求。

由于本实用新型的这样几个特点，使三维激光扫描仪的测量安全性、操控便捷度都有了很大提高，从而使本实用新型具有很强实用性。

附图说明

图1是仪器的扫描控制系统示意图。

图2是PDA组成框图。

图3是仪器本体扫描控制设备图。

图4是DC-DC电源板功能图。

具体实施方式

下面结合附图所示对本实用新型做更详细地描述：

结合图1，仪器的扫描控制系统由FPGA控制板、电机驱动板、基于ARM的PDA、电机组成。电源板集成DC-DC电压转换模块，向FPGA控制板、电机驱动板和电机供电；FPGA控制板集成伺服控制模块，并通过蓝牙无线通信模块与PDA通信；基于ARM的PDA集成SCAN模块和QT模块，其中SCAN模块编写控制模式指令，QT模块针对LCD触摸屏编程；电机驱动板接收FPGA控制板信号，解调控制指令，并向电机发送控制脉冲信号；电机包括俯仰轴电机和方位轴电机，负责响应驱动器脉冲信号，并做出相应动作。