[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

说明书

本发明涉及工程测量技术领域，具体为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、基座、三脚架和锂电池，三维激光扫描仪机体转动安装于基座上端，基座的底端固定有三脚架，三维激光扫描仪机体由锂电池供电；三维激光扫描仪机体包括机壳、激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器；基座的上表面转动安装有转盘，转盘的下表面固定有环形齿条，基座的上表面还开设有矩形槽，矩形槽的内部安装有第二马达和第二速度传感器；本发明能提高扫描速度，节约了扫描时间，同时还可调节水平转动速度，实现在同一竖向平面进行来回扫描，结合两次扫描结果，可以大大提高扫描的精确度。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，具体为一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪。

背景技术

三维激光扫描技术是近年来出现的新技术，在国内越来越引起研究领域的关注。它是利用激光测距的原理，通过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。由于三维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突破。

其中，三维激光扫描系统主要由三维激光扫描仪、计算机、电源供应系统、支架以及系统配套软件构成。三维激光扫描仪作为三维激光扫描系统的主要组成部分，是由激光射器、接收器、时间计数器、马达控制可旋转的滤光镜、控制电路板、微电脑、CCD机以及软件等组成，是测绘领域继GPS技术之后的一次技术革命。它突破了传统的单点测量方法，具有高效率、高精度的独特优势。三维激光扫描技术能够提供扫描物体表面的三维点云数据，因此可以用于获取高精度高分辨率的数字地形模型。

如中国专利号201720093596.3的实用新型公开了一种三维激光扫描仪。三维激光扫描仪包括吊盘、壳体以及扫描系统。吊盘可以悬挂所述三维激光扫描仪，使得三维激光扫描仪可以扫描位于三维激光扫描仪下方的区域，解决了立式三维激光扫描仪的扫描盲区的问题。同时，壳体包括壳框架、吊板和多个面板，所述吊板、多个面板可拆卸安装在所述壳框架上。该实用新型的三维激光扫描仪在后期维护的过程中，只需要将其中一个面板从壳框架上拆卸下来即可，其结构简单，便于拆卸或安装且成本低；但是该实用新型依旧存在一些不足处之处，例如：马达带动滤光镜做连续的360°转动，且滤光镜转动一周的过程中只会有半周对外部物体进行扫描，从而扫描效率低，耗费时间长。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于激光雷达和全景相机的移动式三维激光扫描仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：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、基座、三脚架和锂电池，所述三维激光扫描仪机体转动安装于所述基座上端，所述基座的底端固定安装有所述三脚架，所述三维激光扫描仪机体由所述锂电池供电；

其中，所述三维激光扫描仪机体包括机壳、激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器；所述激光雷达与所述滤光镜左右正对设置，所述滤光镜的右侧壁固定有转动轴，所述转动轴的右端固定有传动轮，所述传动轮的左侧壁开设有圆形槽，所述圆形槽的环形内壁上固定有弧形齿条，所述圆形槽的中心位置固定有第一不完全齿轮，所述第一马达的输出端固定有第二不完全齿轮，所述第二不完全齿轮与所述传动轮之间啮合连接，所述第一马达用于驱动所述滤光镜转动，以控制所述激光雷达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与所述第一马达相连接并记录其旋转参数信息，所述全景相机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，所述时间计数器用于记录时间信息；所述激光雷达、滤光镜、第一速度传感器、第一马达、全景相机、时间计数器及中央处理器均由所述中央处理器控制并安装于所述机壳内部，所述机壳内部还设有电池腔，所述电池腔内部安装有所述锂电池；所述机壳的右侧壁设有显示屏及控制面板，所述显示屏与所述控制面板之间通过电性连接，所述机壳的左侧壁设有散热窗；