[发明专利]一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及空间测绘技术领域，尤其是一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统及方法。

背景技术

目前，在空间测绘领域中，通常采用全站仪测量，其主要原理是在设定好的基准点上向散放物使用全站仪，全站仪携带的激光测距仪和角度仪，收集测量物的标记点数据，然后发回计算机生成模拟散放物堆积模型，通过计算演示推导出散放物体积。

采用全站仪测量的方式存在的以下问题和缺点：

（1）主要问题在于测量散放物的体积时，需要先围绕散放物设置基准点，然后在基准点上依次使用全站仪扫描取点。对于固定场所的要求很高，一旦基准点的位置发生改变，需要重新测定基准点的位置才能使后台计算软件正确模拟数据信息。在测量精度方面，现有技术的取点数量较少，受限于地面视野的狭小，一旦测量物的中心出现凹陷，测量仪器不能有效的获取正确测量点，从而导致测量精度的大打折扣。测量成本方面，现有技术需要多点多次测量，对于大型场地测量来说，人员需要全程携带测量设备运动。

（2）测量前准备工作复杂，需要进行散放物的整形操作，增加测量成本的投入。测量精度受限于基准点上采集标记点的数量。测量过程繁琐，需要实际测量人员多次安放测量设施。实际测量精度会受到测量场地的限制，对于有遮挡物的测量场地，抗干扰能力差。在测量结果生成后，无法进行人工复检审核。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统及方法，该系统结合精确的三维扫描与精准空间定位技术，在散放物体积测量中，突破地面限制，将测量模块带到空中，改变原有的测量方式从根本上提高测量精度、节约测量成本、降低测量时间。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，其特征在于包括空间扫描子系统、地面定位子系统和控制管理子系统，所述空间扫描子系统包括扫描模块和控制单元，扫描模块竖直向下对准地面测量物顶部，采集所在位置下对准的扫描数据信息；所述地面定位子系统包括定位模块和控制单元，定位模块锁定并定位空中标记的空间位置数据信息；所述控制管理子系统包括具有智能终端的显示模块，可实现测量目标物顶部采集点空间坐标的显示、标记位置扫描信息计算、显示、历史记录及数据分享；所述空间扫描子系统、地面定位子系统和控制管理子系统均包括传输模块和供电模块，其中传输模块用于保持三个子系统之间的数据实时传输；所述的控制单元根据控制管理子系统发出的指令控制空间扫描子系统数据采集作业；供电模块为三个子系统提供交流或电池供电。

对上述方案作进一步限定，所述空间扫描子系统包括无人机、球体和扫描探测设备，其中无人机下方固定悬挂具有标记的球体，球体下方设置扫描探测设备，无人机携带球体和扫描探测设备在空间中移动。

对上述方案作进一步限定，所述扫描探测设备包括由可调激光测距探头组成的扫描探头阵列，扫描探头阵列设置于载板上，在载板上留有每个可调激光测距探头的独立转动空间，每个可调激光测距探头在其独立转动空间内左右和前后摆动。

对上述方案作进一步限定，所述可调激光测距探头平行等距排列形成扫描探头阵列，可调激光测距探头与载板之间为球面配合，可调激光测距探头在载板内绕球心转动，在可调激光测距探头下方设有角度控制装置。

对上述方案作进一步限定，所述角度控制装置包括左右调节机构和前后调节机构，其中左右调节机构位于扫描探头阵列下方，其控制每个可调激光测距探头绕球心在左右方向摆动角度，前后调节机构位于左右调节机构的下方，其控制每行可调激光测距探头绕球心在前后方向摆动角度；前后调节机构通过位于两端的固定夹头，固定支撑于底部的水平支撑台上。

对上述方案作进一步限定，所述左右调节机构包括左调节电机、右调节电机和皮带轮，其中其中皮带轮位于每个可调激光测距探头下方，并且由皮带轮驱动可调激光测距探头绕球心摆动；扫描探头阵列分为左半部分和右半部分，其中左半部分和右半部分扫描探头阵列的皮带轮通过皮带依次串接，形成联动机构，左半部分和右半部分的可调激光测距探头作为一组，同方向摆动，左半部分的可调激光测距探头由位于左端的左调节电机驱动，右半部分的可调激光测距探头由位于右端的右调节电机驱动；左调节电机和右调节电机之间设有同步器；相邻两个皮带轮之间的传动比保持不变，同一行内的可调激光测距探头，其左右摆动角度由两端向中间依次减小。