一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，包括空间扫描子系统、地面定位子系统和控制管理子系统，空间扫描子系统包括扫描模块和控制单元，扫描模块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；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；控制管理子系统包括显示模块，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。本实用新型专利技术结合精确的三维扫描与精准空间定位技术，散放物体积测量，将测量模块带到空中，改变原有测量方式，从根本上提高测量精度、节约测量成本、降低测量时间。

A space mapping system combined with spatial location scanning and intelligent terminal

The utility model discloses a spatial location scanning and intelligent terminal with space mapping system, including spatial scanning subsystem, ground positioning subsystem and control subsystem, spatial scanning subsystem includes a scanning module and a control unit, a scanning module on the ground measuring objects on top of the location of the scan data acquisition under alignment ground; positioning system comprises a positioning module and a control unit, position data and positioning the air lock positioning module mark; control management subsystem includes a display module, which can realize the top collection point coordinate measuring target display, mark position, scan information calculation, display, record and data sharing. The utility model combines the accurate 3D scanning and accurate spatial positioning technology, emissions volume measurement, the measurement module into the air, change the original measurement method, fundamentally improve the measurement accuracy, save cost and reduce the measurement time measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统
本技术涉及空间测绘
，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本技术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，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，本技术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，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。对上述方案作进一步限定，所述前后调节机构包括固定一行可调激光测距探头的横向单列载板，横向单列载板的下表面设有与之啮合的齿轮，其中位于前半部分的可调激光测距探头下方的齿轮为前摆齿轮，位于后半部分的可调激光测距探头下方的齿轮为后摆齿轮，在前摆齿轮和后摆齿轮之间设有两个相互啮合的中间轮，两个中间轮分别于前摆齿轮和后摆齿轮啮合，其中后摆齿轮与前后调节电机之间皮带传动。对上述方案作进一步限定，所述左右调节机构上设有左右角度传感器，前后调节机构上设有前后角度传感器，左右调节机构和前后调节机构通过扫描控制器来调整转动角度，左右角度传感器和前后角度传感器采集转动角度反馈至扫描控制器。对上述方案作进一步限定，所述地面定位子系统包括测距探头阵列、装载测距探头阵列的修正云台以及固定用三脚架，测距探头阵列设置于激光探头载板上，激光探头载板下表面中部俯仰转轴，激光探头载板可绕俯仰转轴转动，俯仰转轴两端固定于竖直支柱上，竖直支柱固定于水平转台表面，水平转台与支撑三脚架通过水平转轴连接；还包括俯仰角度传感器、水平角度传感器、俯仰驱动电机、水平驱动电机和定位控制器，其中俯仰角度传感器固定于俯仰转轴上，俯仰转轴通过俯仰驱动电机驱动，水平角度传感器固定于水平转台上，竖直支柱通过水平驱动电机驱动旋转，定位控制器控制俯仰驱动电机和水平驱动电机转速及启停，俯仰角度传感器和水平角度传感器分别采集激光探头载板和水平转台的转动角度，并把数值反馈至定位控制器。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：（1）本技术中的结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，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；（2）本技术在测量精度方面，激光云台锁定定位模块的使用，使空间定位精度达到毫米级。空中使用三维测距扫描模块，散放物上标记点采集数量得到极大提高；（3）散放物体积测量无人机与传统全站仪测量，对于使用空中视角，打破堆放物需要测量前整形成规则几何形状的传统手段，无需整形，直接从空中俯拍，消除地面视野的阻碍，节约测量成本；（4）本法明中的无人机的使用，使测量过程变得轻松自如。不再需要人抗设备到处取点，只需要将无人机起飞，飞越过测量物上空，即完成测量作业，省去了测量前需准备的规则整形作业，有效提升测量效率、节约测量成本，方便快捷、有效降低测量时间；（5）本技术打破地面局限，在空中俯拍测量，大大提升测量采点数量，极大提升测量精度，使用飞行无人机，减少人员劳动节约测量成本。空中视野开阔消除地面视线遮挡带来的误差。无人机自由度高，复杂地貌状况不会受到限制。节约测前整形准备成本，快速便捷。无需提前设置测量基准点，随设随测简单快捷。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1是本技术中结合空间定本文档来自技高网...

【技术保护点】
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，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。

【技术特征摘要】
1.一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，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。2.根据权利要求1所述的一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，其特征在于所述空间扫描子系统包括无人机（5）、球体（4）和扫描探测设备（6），其中无人机（5）下方固定悬挂具有标记的球体（4），球体（4）下方设置扫描探测设备（6），无人机（5）携带球体（4）和扫描探测设备（6）在空间中移动。3.根据权利要求2所述的一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，其特征在于所述扫描探测设备（6）包括由可调激光测距探头（6-1）组成的扫描探头阵列，扫描探头阵列设置于载板（6-2）上，在载板（6-2）上留有每个可调激光测距探头（6-1）的独立转动空间，每个可调激光测距探头（6-1）在其独立转动空间内左右和前后摆动。4.根据权利要求3所述的一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，其特征在于所述可调激光测距探头（6-1）平行等距排列形成扫描探头阵列，可调激光测距探头（6-1）与载板（6-2）之间为球面配合，可调激光测距探头（6-1）在载板（6-2）内绕球心转动，在可调激光测距探头（6-1）下方设有角度控制装置。5.根据权利要求4所述的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（6-1）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（6-1）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（6-3），固定支撑于底部的水平支撑台（6-4）上。6.根据权利要求5所述的一种结合空间定位扫描及智能终端的空间测绘系统，其特征在于所述左右调节机构包括左调节电机（6-11）、右调节电机（6-10）和皮带轮（6-12），其中其中皮带轮（6-12）位于每个可调激光测距探头（6-1）下方，并且由皮带轮（6-12）驱动可调激光测距探头（6-1）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...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵怡，
申请(专利权)人：赵怡，
类型：新型
国别省市：河南,41