机载中型激光雷达三维测绘装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及遥感测绘领域，提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，包括壳体、高分辨率数码相机以及激光扫描仪，壳体具有腔室，高分辨率数码相机安设于壳体上，激光扫描仪安设于腔室内，壳体的外表面上设置安装结构，腔室内还设置有惯性测量仪以及嵌入式计算机，壳体上设置有扫描窗口镜，激光扫描仪的出光口正对扫描窗口镜，激光扫描仪、惯性测量仪以及高分辨率数码相机均与嵌入式计算机电连接。本发明专利技术中嵌入式计算机、激光扫描仪以及惯性测量仪均设置于壳体内，集成度高，保证测绘装置整体结构美观，且方便将其搭载于飞行器上，具有应用灵活、三维测量精度高、获取植被以下地形、自主导航、变高飞行等优势，可用于丘陵、山区的高精度三维地形测绘。

Three dimensional surveying and mapping device for airborne medium laser radar

The present invention relates to the field of Surveying and mapping of remote sensing, provides a medium sized airborne laser radar 3D mapping device, which comprises a shell, a high resolution digital camera and laser scanner, casing with a cavity, high resolution digital camera installed on the shell, a laser scanner installed in the cavity, the outer surface of the shell is provided with a mounting structure, the chamber is also provided with inertia measuring instrument and embedded computer, the casing is provided with a scanning window mirror, the outlet is on the scanning window mirror laser scanner, laser scanner, inertial measurement instrument and high resolution digital cameras are connected with the embedded computer. Embedded computer, laser scanner and inertial measuring instrument of the invention are arranged in the shell, high degree of integration, ensuring the overall structure of Surveying and mapping device appearance, and convenient to be equipped with aircraft, with flexible application, high measuring precision, 3D terrain, vegetation for autonomous navigation, high flight and other advantages, can be used for high the precision of 3D terrain mapping hilly and mountainous areas.

【技术实现步骤摘要】
机载中型激光雷达三维测绘装置
本专利技术涉及遥感测绘领域，尤其涉及一种机载中型激光雷达三维测绘装置。
技术介绍
激光雷达(LiDAR)系统是一种融激光测距技术、全球卫星定位技术、惯性导航系统技术、高分辨率数码影像技术及计算机技术于一体的快速获取地形地物三维信息的主动式测量系统。在近二十年内，机载LiDAR技术作为一种精确、快速获取地表三维信息的方式在世界范围内已经被普遍接受，在地形测量、环境监测、应急测绘、公路/铁路/电力/水利勘测设计、智慧城市建设等诸多领域有广泛的应用需求和广阔的发展前景。机载激光雷达系统一般由激光扫描仪、航测相机、定位定姿系统及核心存储模块组成，通过将其搭载在飞机上在三维地形测绘区域上空飞行获取数据，在一定程度上提高了地形测绘的效率。一般机载激光雷达系统重则100kg以上，轻则30kg以上，在应用过程必须搭载大型的有人机作为飞行载体，往往出现如下难题：(1)机载激光雷达和其搭载的飞行平台成本较高，因此购置成本及使用成本相对很高。(2)测区往往距离机场比较远，而激光雷达的搭载平台有人机必须在机场起飞和降落，由此造成大量的无效飞行；如果机场和测区天气状况不同，又会造成较长的天气等待时间。(3)机载激光类型系统重量大，不方便运输。(4)对于小区域的三维地形测绘，无法应用这种机载激光雷达进行测量。因此目前的主流机载激光雷达在进行小面积测绘时存在经济性较差、作业不灵活和时效性较差等不足，特别是地形起伏剧烈的局部区域需要进行快速高精度测绘时还不能较好完成作业。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，总重量控制在25kg以下，最轻可以达到3kg，旨在解决现有的机载测绘装置体积较大、挂接不方便、无法快速响应测绘任务的问题。本专利技术是这样实现的：本专利技术实施例提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，包括壳体、高分辨率数码相机以及激光扫描仪，所述壳体具有腔室，所述高分辨率数码相机安设于所述壳体上，所述激光扫描仪安设于所述腔室内，所述壳体的外表面上设置有用于与飞行器连接固定的安装结构，所述腔室内还设置有惯性测量仪以及嵌入式计算机，所述壳体上设置有扫描窗口镜，所述激光扫描仪的出光口正对所述扫描窗口镜，且所述扫描窗口镜与所述高分辨率数码相机的镜头的朝向相同，所述激光扫描仪、所述惯性测量仪以及所述高分辨率数码相机均与所述嵌入式计算机电连接，所述嵌入式计算机内设置有全球卫星定位系统。进一步地，所述壳体包括主骨架、顶板、底板以及四个侧板，且所述顶板、所述底板以及四个所述侧板围合形成所述腔室，所述主骨架将所述腔室分隔为第一空间、第二空间以及第三空间，其中所述第二空间与所述第三空间位于同一侧，所述第一空间位于另一侧，所述第二空间位于所述第三空间正上方，所述激光扫描仪位于所述第一空间内，所述惯性测量仪与所述嵌入式计算机分别安设于所述第二空间以及所述第三空间内。进一步地，所述壳体还包括散热板，所述顶板上设置有开口，所述散热板嵌设安装于所述顶板的所述开口内。进一步地，所述高分辨率数码相机安设于与所述第二空间以及所述第三空间对应的所述侧板，且与该侧板上设置有两个通风片，两个所述通风片分别与第二空间以及第三空间连通。进一步地，还包括三角支架，所述三角支架安设于其中一所述侧板外表面上，所述三角支架具有安装孔，所述高分辨率数码相机的镜头穿过所述安装孔，且所述高分辨率数码相机具有外缘板，所述三角支架于所述安装孔的边沿处设置有与所述外缘板贴合的支撑面，且所述支撑面与所述外缘板连接固定。进一步地，所述第二空间内设置有若干定位柱，所述惯性测量仪的边沿处设置有与各所述定位柱一一对应的若干定位孔，每一所述定位柱均穿设于对应的所述定位孔内。进一步地，其中一所述侧板的外表面设置有向内侧凹陷的凹槽，于所述凹槽内设置有把手，所述把手与所述凹槽的内壁可转动连接。进一步地，所述安装结构包括向外侧延伸的至少两个安装板，各所述安装板均位于所述壳体的同一侧表面上，且每一所述安装板均具有平行于所述扫描窗口镜设置的连接面，所述连接面上开设有连接孔。进一步地，于所述壳体上还设置有电气接头，所述电气接头与所述嵌入式计算机电连接。进一步地，还包括相机保护壳，所述高分辨率数码相机位于所述相机保护壳内，且所述相机保护壳安设于所述壳体的外侧，所述相机保护壳开设有正对所述高分辨率数码相机的镜头的窗口。进一步地，所述激光扫描仪在机载航飞时通过主动发射激光并接受反射回光的方式获取地形地物的三维坐标信息。进一步地，所述高分辨率数码相机可以为民用数码相机，在机载航飞时通过定时/定距曝光的方式获取地形地物的真彩色影像，所述高分辨率数码相机采用定焦方式。进一步地，所述惯性测量仪在航飞时测量微型激光雷达三维测绘装置各个时刻的姿态角。进一步地，所述嵌入式计算机中的全球卫星定位系统用于在机载航飞时测量微型激光雷达三维测绘装置在各个时刻的空间坐标，所述全球卫星定位系统测量数据与所述惯性测量仪测量数据相互融合，修正各自在长时间运行后的累积误差。进一步地，所述嵌入式计算机中的全球卫星定位系统至少接收一种卫星导航定位信号，所述卫星导航定位信号为GPS信号或者北斗信号。进一步地，总重量在3kg～25kg之间。本专利技术具有以下有益效果：本专利技术的测量装置，搭载在飞行器上，通过高分辨率数码相机可以记录地面与物体的实时影像，且储存在嵌入式计算机中，在壳体内设置有激光扫描仪、惯性测量仪以及嵌入式计算机，通过激光扫描仪记录被扫描物体垂直方向空间坐标信息并存储到嵌入式计算机中，而该惯性测量仪则记录该测量装置在搭载飞行平台上的飞行状态并存储到嵌入式计算机中，在嵌入式计算机中设置有全球卫星定位系统，通过全球卫星定位系统记录测量装置的实时位置，而且将嵌入式计算机、激光扫描仪以及惯性测量仪均设置于壳体内，壳体外侧只有高分辨率数码相机，保证测绘装置整体结构美观，且方便将其搭载于飞行器上，具有应用灵活、三维测量精度高、获取植被以下地形、自主导航、变高飞行等优势，可用于丘陵、山区的高精度三维地形测绘。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术实施例提供的机载中型激光雷达三维测绘装置的结构示意图；图2为图1的机载中型激光雷达三维测绘装置的壳体打开后的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。参见图1以及图2，本专利技术实施例提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，其主要搭载飞行器，包括具有腔室2的壳体1以及安设于壳体1上的高分辨率数码相机3，壳体1为测量装置的主体结构，测量装置的各测量部件均安设于壳体1上，其中部分测量部件位于壳体1外侧，比如高分辨率数码相机3，可以记录地面与物体的实时影像可以为民用数码相机，在机载航飞时通过定时/定距曝光的方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载中型激光雷达三维测绘装置，包括壳体、高分辨率数码相机以及激光扫描仪，所述壳体具有腔室，所述高分辨率数码相机安设于所述壳体上，所述激光扫描仪安设于所述腔室内，所述壳体的外表面上设置有用于与飞行器连接固定的安装结构，其特征在于：所述腔室内还设置有惯性测量仪以及嵌入式计算机，所述壳体上设置有扫描窗口镜，所述激光扫描仪的出光口正对所述扫描窗口镜，且所述扫描窗口镜与所述高分辨率数码相机的镜头的朝向相同，所述激光扫描仪、所述惯性测量仪以及所述高分辨率数码相机均与所述嵌入式计算机电连接，所述嵌入式计算机内设置有全球卫星定位系统。

【技术特征摘要】
1.一种机载中型激光雷达三维测绘装置，包括壳体、高分辨率数码相机以及激光扫描仪，所述壳体具有腔室，所述高分辨率数码相机安设于所述壳体上，所述激光扫描仪安设于所述腔室内，所述壳体的外表面上设置有用于与飞行器连接固定的安装结构，其特征在于：所述腔室内还设置有惯性测量仪以及嵌入式计算机，所述壳体上设置有扫描窗口镜，所述激光扫描仪的出光口正对所述扫描窗口镜，且所述扫描窗口镜与所述高分辨率数码相机的镜头的朝向相同，所述激光扫描仪、所述惯性测量仪以及所述高分辨率数码相机均与所述嵌入式计算机电连接，所述嵌入式计算机内设置有全球卫星定位系统。2.如权利要求1所述的机载中型激光雷达三维测绘装置，其特征在于：所述壳体包括主骨架、顶板、底板以及四个侧板，且所述顶板、所述底板以及四个所述侧板围合形成所述腔室，所述主骨架将所述腔室分隔为第一空间、第二空间以及第三空间，其中所述第二空间与所述第三空间位于同一侧，所述第一空间位于另一侧，所述第二空间位于所述第三空间正上方，所述激光扫描仪位于所述第一空间内，所述惯性测量仪与所述嵌入式计算机分别安设于所述第二空间以及所述第三空间内。3.如权利要求1所述的机载中型激光雷达三维测绘装置，其特征在于：所述壳体还包括散热板，所述顶板上设置有开口，所述散热板嵌设安装于所述顶板的所述开口内。4.如权利要求1所述的机载中型激光雷达三维测绘装置，其特征在于：所述高分辨率数码相机安设于与所述第二空间以及所述第三空间对应的所述侧板，且与该侧板上设置有两个通风片，两个所述通风片分别与第二空间以及第三空间连通。5.如权利要求1所述的机载中型激光雷达三维测绘装置，其特征在于：还包括三角支架，所述三角支架安设于其中一所述侧板外表面上，所述三角支架具有安装孔，所述高分辨率数码相机的镜头穿过所述安装孔，且所述高分辨率数码相机具有外缘板，所述三角支架于所述安装孔的边沿处设置有与所述外缘板贴合的支撑面，且所述支撑面与所述外缘板连接固定。6.如权利要求1所述的机载中型激光雷达三维测绘装置，其特征在于：所述第二空间内设置有若干定位柱，所述惯性测量仪的边沿处设置有与各所述定位柱一一对应的若干定位...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘文武，陈小风，唐海龙，黄贵余，窦延娟，唐丹，蒋浩，黄仁兵，
申请(专利权)人：深圳天眼激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44