[发明专利]一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪

权利要求书

1.一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，包括三维激光扫描仪机体（1）、基座（2）、三脚架（3）和锂电池（4），其特征在于：所述三维激光扫描仪机体（1）转动安装于所述基座（2）上端，所述基座（2）的底端固定安装有所述三脚架（3），所述三维激光扫描仪机体（1）由所述锂电池（4）供电；

其中，所述三维激光扫描仪机体（1）包括机壳（101）、激光雷达（102）、滤光镜（103）、第一速度传感器（104）、第一马达（105）、全景相机（106）、时间计数器（107）及中央处理器（108）；所述激光雷达（102）与所述滤光镜（103）左右正对设置，所述滤光镜（103）的右侧壁固定有转动轴（109），所述转动轴（109）的右端固定有传动轮（110），所述传动轮（110）的左侧壁开设有圆形槽（111），所述圆形槽（111）的环形内壁上固定有弧形齿条（112），所述圆形槽（111）的中心位置固定有第一不完全齿轮（113），所述第一马达（105）的输出端固定有第二不完全齿轮（114），所述第二不完全齿轮（114）与所述传动轮（110）之间啮合连接，所述第一马达（105）用于驱动所述滤光镜（103）转动，以控制所述激光雷达（102）发射的激光在垂直方向运动并对被测物体进行垂直扫描，所述第一速度传感器（104）与所述第一马达（105）相连接并记录其旋转参数信息，所述全景相机（106）根据中心投影成像原理将全景影像转化为全景球面点云，在全景影像与三维激光扫描点云上建立对应控制点，所述时间计数器（107）用于记录时间信息；所述激光雷达（102）、滤光镜（103）、第一速度传感器（104）、第一马达（105）、全景相机（106）、时间计数器（107）及中央处理器（108）均由所述中央处理器（108）控制并安装于所述机壳（101）内部，所述机壳（101）内部还设有电池腔（115），所述电池腔（115）内部安装有所述锂电池（4）；所述机壳（101）的右侧壁设有显示屏（116）及控制面板（117），所述显示屏（116）与所述控制面板（117）之间通过电性连接，所述机壳（101）的左侧壁设有散热窗（118）；所述基座（2）的上表面转动安装有转盘（201），所述转盘（201）的上表面通过螺栓固定安装有所述三维激光扫描仪机体（1），所述转盘（201）的下表面固定有环形齿条（202），所述基座（2）的上表面还开设有矩形槽（203），所述矩形槽（203）的内部安装有第二马达（204）和第二速度传感器（205），所述第二马达（204）的输出端固定有主动齿轮（206），所述主动齿轮（206）与所述环形齿条（202）之间啮合连接，所述第二速度传感器（205）与所述第二马达（204）相连接并记录其旋转参数信息；所述三脚架（3）包括三根铰接于所述基座（2）底端面的支撑架（301），每一个所述支撑架（301）的底端外壁均套接有滑套（302），所述滑套（302）的左、右侧壁均螺纹安装有梅花型固定旋钮（303），所述滑套（302）的底端固定有伸缩杆（304），所述伸缩杆（304）的底端固定有地钉（305）；所述第二不完全齿轮（114）的齿牙转动上半周与所述弧形齿条（112）啮合连接，所述第二不完全齿轮（114）的齿牙转动下半周与所述第一不完全齿轮（113）的齿牙啮合连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，其特征在于：所述三维激光扫描仪机体（1）内部还包括无线通讯模块（119）和存储模块（120），所述无线通讯模块（119）通过无线网络与外部的计算机进行通信，所述存储模块（120）用于对扫描的信息进行记录及储存。

3.根据权利要求2所述的一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，其特征在于：所述三维激光扫描仪机体（1）内部还安装有集成式传感器（121），所述集成式传感器（121）内部包括双轴补偿器、高度传感器、指南针及GNSS，所述双轴补偿器对每次扫描进行水平校准，精度为19角秒，误差范围±2°，所述高度传感器通过电子气压计可测的与固定点相对的高度并将其添加至扫描，所述指南针用于指示扫描的方向，所述GNSS内部集成GPS和GLONASS。

4.根据权利要求3所述的一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，其特征在于：所述激光雷达（102）的内部包括激光发射器、天线、接收器及跟踪架，所述激光发射器的波长为1550nm，所述激光发射器的光束发散角为0.3mrad，所述激光发射器的出射光束为2.12nm。