[实用新型]一种电缆隧道三维激光扫描装置

说明书

本实用新型提出了一种电缆隧道三维激光扫描装置，该电缆隧道三维激光扫描装置包括激光扫描定位装置、电缆隧道智能机器人、手持终端和若干个超宽带定位基站，激光扫描定位装置安置在电缆隧道智能机器人上并随着电缆隧道智能机器人的移动而移动，激光扫描定位装置用于对电缆隧道进行三维扫描和扫描处理得到扫描数据的可移动采集点云数据并对该激光扫描定位装置进行定位；手持终端与激光扫描定位装置通过网络连接，用于处理激光扫描定位装置在移动过程中实时的点云数据和接收服务器发送的坐标数据并显示定位数据；超宽带定位基站固定安装在所述电缆隧道内，超宽带定位基站用于接收激光扫描定位装置的信号并将接收到的信号传输给服务器。

技术领域

本实用新型涉及电缆隧道轮廓工程领域，特别涉及一种电缆隧道轮廓定位扫描设备、外部定位装置。

背景技术

广东电网所在区域的大中城市经济发达，人口密度大，建设强度高，基本实现了新建城区和中心城区电缆全覆盖，电缆化建设水平居于走在了世界前列，甚至超过了一些发达国家重点城市的水平。随着通道投运里程的增加，在运行维护实践中发现了新的亟待解决的问题，其中在高压电缆通道空间数据高精度测量与定位方面，由于缺乏相关的技术标准和仪器设备，问题较为突出。鉴于以上的突出问题，急需对地下高压电缆隧道空间数据进行高精度测量研究及相关设备的研制，满足复杂环境下工作。探索高压电缆隧道的高精度空间测量，快速实现高压电缆隧道信息化建设。同时构建高压电缆三维空间可视化平台，实现基于高精度坐标的电缆运行管理模式及电缆通道快速可视化定位，在输电电缆规模较大的地区具有较好的推广价值。

获取高压电缆三维空间信息主要包括两部分内容：定位和三维扫描。其中，三维激光扫描得到的电缆隧道信息为扫描仪坐标系下的信息，而实际应用中需要使用到大地坐标系下的地下隧道信息，因此通过电缆隧道内部定位实现将扫描仪坐标系下的电缆隧道信息转换为大地坐标系。

目前进行三维扫描常见的技术设备有两大类:一类是静态扫描仪，这些设备在城市地下空间扫描时需要事先进行导线布设，然后在布设的已知点上进行一站一站的扫描，处理数据时需要拼接点云，效率特别低，不适合在海量的城市地下空间扫描中应用。另一类是三维移动扫描设备。首先大多数的技术设备配备有高精度的惯性导航系统，设备成本和使用成本高，不利于进行海量城市地下空间数据采集；其次设备在使用的过程中需要在已知点上严格对中整平，每次采集之前所花费的时间很长，工作效率非常低。基于实时定位与制图(SLAM)的城市地下空间三维数据采集技术将激光扫描技术与移动测量技术的优势相结合，形成一项全新的三维移动测量技术。该技术通过激光点云扫描所在环境的特征点，通过特征点来反算扫描机器所在的位置，实现在没有GPS信号和复杂惯性导航系统的环境下，仅依靠设备自身配置的简单惯性测量装置，使用SLAM算法来实现同步定位与制图的目的，但这类方法由于没有参考外部信息，在长时间的漫游后误差的积累会比较大。

传统的红外、蓝牙、Wi-Fi、RFID、Zigbee等室内定位技术也都有各自的适用场景，但无法实现电缆隧道内实时高精度定位。相比之下，基于脉冲超宽带(IR-UWB)的定位技术具有厘米级的定位精度和功耗优势。

因此，如何提高电缆隧道三维激光定位扫描的效果是本领域技术人员所关注的重点问题；有必要开发一种电缆隧道三维激光扫描装置及其移动定位方法，通过使用超宽带定位基站进行扫描仪的绝对定位，提高电缆隧道定位扫描时定位精度。

实用新型内容

本实用新型提出了一种电缆隧道三维激光扫描装置，通过使用超宽带定位基站进行扫描仪的绝对定位，提高电缆隧道定位扫描时定位精度。