一种测绘用位置定位系统技术方案

本发明专利技术公开了一种测绘用位置定位系统。该系统包括：测量平台、第一支撑杆、第二支撑杆、圆台、连接杆、放置台、目标测量装置和数据处理系统。本发明专利技术的定位系统适用于对静态目标物和低速运动目标物(

A location and location system for surveying and mapping

The invention discloses a position positioning system for surveying and mapping. The system comprises a measuring platform, a first supporting rod, a second supporting rod, a round table, a connecting rod, a placement table, a target measuring device and a data processing system. The positioning system of the invention is applicable to static objects and low speed moving objects.

【技术实现步骤摘要】
一种测绘用位置定位系统
本专利技术涉及测绘定位
，更具体的涉及一种测绘用位置定位系统。
技术介绍
测绘是指对自然地理要素或者地表人工设施的形状、大小、空间位置及其属性测绘概论等进行测定、采集并绘制成图。测绘学主要研究对象是地球及其表面形态，在发展过程中形成大地测量学、普通测量学、摄影测量学、工程测量学、海洋测绘和地图制图学等分支学科。三维激光扫描技术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。该技术在建筑、规划、土木工程、建筑监测、灾害评估、等领域也有了很多的应用。现有的三维激光扫描仪无法实现扫描仪自身的实时坐标定位和定向，需要人工通过其他辅助设备进行定位和定向，而实际工作中，常常遇到因环境危险，无法人工长时间操作仪器，或无法全天候不间断测量的情况，从而影响测量效率和精度。综上所述，现有技术中，存在采用三维激光扫描仪进行测绘时，无法实现扫描仪自身的实时坐标定位和定向，影响测量效率和精度的问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种测绘用位置定位系统，用以解决现有技术中存在采用三维激光扫描仪进行测绘时，无法实现扫描仪自身的实时坐标定位和定向，影响测量效率和精度的问题。本专利技术实施例提供一种测绘用位置定位系统，包括：测量平台、第一支撑杆、第二支撑杆、圆台、连接杆、放置台、目标测量装置和数据处理系统；所述测量平台内部设置有两个电机驱动升降装置，两个电机驱动升降装置分别用于驱动所述第一升降杆和所述第二升降杆的升降；所述圆台内部设置有旋转电机，且所述旋转电机的转轴延伸出所述与所述圆台的顶面与所述连接杆连接；所述放置台设置在所述连接杆顶部；所述目标测量装置设置在所述放置台的顶面上；所述目标测量装置包括：三维激光扫描仪、GPS定位仪、三维数字罗盘和测量控制器；所述三维激光扫描仪的探测面与所述目标测量装置的右侧面同方向；所述GPS定位仪、所述三维数字罗盘和所述测量控制器设置在同一个集成电路板上，所述集成电路板设置在所述三维激光扫描仪上；所述三维激光扫描仪，用于在设定转速的旋转电机带动下获取目标物三维信息；所述GPS定位仪，用于获取所述三维激光扫描仪的观察位置信息；所述三维数字罗盘，用于获取所述三维激光扫描仪的观察姿态信息；所述测量控制器，包括：信息传送模块、电机驱动升降装置调控模块和旋转电机调控模块；其中，所述信息传送模块，用于将目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息传送至所述数据处理系统；所述电机驱动升降装置调控模块，用于根据两个电机驱动升降装置驱动所述第一升降杆和所述第二升降杆获得的高度值之差确定所述三维激光扫描仪的倾角信息，并从所述三维数字罗盘获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪的倾角信息，通过所述三维激光扫描仪的倾角PID控制算法，调控两个电机驱动升降装置的运行；所述旋转电机调控模块，用于根据旋转电机驱动所述三维激光扫描仪的旋转角信息，并从所述三维数字罗盘获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪的旋转角信息，通过所述三维激光扫描仪的旋转角PID控制算法，调控旋转电机的运行；所述数据处理系统包括：同步模块、轮廓形成模块和解算模块；所述同步模块，用于将所述三维激光扫描仪激光发射时刻的观察位置信息和观察姿态信息，与所述测量控制器收到对应所述三维激光扫描仪激光发射获取的目标物三维信息对应整合；所述轮廓形成模块：用于根据对应整合的目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息，实时绘制目标物的轮廓；所述解算模块包括：静态目标物解算模块和低速运动目标物解算模块；其中，所述静态目标物解算模块，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的形态及所述三维激光扫描仪和目标物之间的相对位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的位置信息；所述低速运动目标物解算模块，用于在低速运动目标物的轮廓中设置特征点，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的运动形态及所述三维激光扫描仪和目标物之间的相对运动位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的运动位置信息和运动偏移量。优选地，所述放置台的四个角落处均设置有平衡水泡。进一步地，所述测量控制器和所述数据处理系统之间通过无线通信模块进行无线通信。进一步地，所述数据处理系统还包括：显示装置；所述显示装置，用于显示目标物轮廓、运动轨迹、运动偏移量中的至少一种。本专利技术实施例中，提供一种测绘用位置定位系统，与现有技术相比，其有益效果如下：本专利技术的定位系统适用于对静态目标物和低速运动目标物(<1mm/1min)的测量。本专利技术通过在三维激光扫描仪上设置GPS定位仪和三维数字罗盘，可以精确地对三维激光扫描仪进行定位和定向，并且当三维激光扫描仪在旋转电机驱动下进行连续测量和在两个电机驱动升降装置驱动下设定探测倾角时，从三维数字罗盘获得的观察姿态信息中分别提取三维激光扫描仪的旋转角信息和三维激光扫描仪的倾角信息，根据PID控制算法，调控旋转电机的运行和两个电机驱动升降装置的运行，从而提高了测量精度。本专利技术通过将三维激光扫描仪激光发射时刻的观察位置信息和观察姿态信息，与测量控制器收到对应三维激光扫描仪激光发射获取的目标物三维信息进行对应整合，并实时绘制目标物的轮廓，从而获得静态目标物的形态和位置信息，以及在目标物的轮廓中设置特征点获得低速运动目标物的运动形态、运动轨迹和运动偏移量，从而进一步提高了测量精度。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种测绘用位置定位系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种测绘用位置定位系统原理框图。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他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术实施例提供的一种测绘用位置定位系统结构示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种测绘用位置定位系统原理框图。如图1和图2所示，该系统包括：测量平台1、第一支撑杆2、第二支撑杆3、圆台4、连接杆5、放置台6、目标测量装置7和数据处理系统8。具体地，测量平台1内部设置有两个电机驱动升降装置，两个电机驱动升降装置分别用于驱动第一升降杆2和第二升降杆3的升降；圆台4内部设置有旋转电机，且旋转电机的转轴延伸出与圆台4的顶面与连接杆5连接；放置台6设置在连接杆5顶部；目标测量装置7设置在放置台6的顶面上。优选地，放置台6的四个角落处均设置有平衡水泡61，用于初始校验放置台6的水平状态。需要说明的是，两个电机驱动升降装置和旋转电机均与测量控制器74电连接。具体地，目标测量装置7包括：三维激光扫描仪71、GPS定位仪72、三维数字罗盘73和测量控制器74；三维激光扫描仪71的探测面与目标测量装置7的右侧面同方向；GPS定位仪72、三维数字罗盘73和测量控制器74设置在同一个集成电路板上，集成电路板设置在三维激光扫描仪71上。进一步地，三维激光扫描仪71，用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测绘用位置定位系统，其特征在于，包括：测量平台(1)、第一支撑杆(2)、第二支撑杆(3)、圆台(4)、连接杆(5)、放置台(6)、目标测量装置(7)和数据处理系统(8)；所述测量平台(1)内部设置有两个电机驱动升降装置，两个电机驱动升降装置分别用于驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)的升降；所述圆台(4)内部设置有旋转电机，且所述旋转电机的转轴延伸出所述与所述圆台(4)的顶面与所述连接杆(5)连接；所述放置台(6)设置在所述连接杆(5)顶部；所述目标测量装置(7)设置在所述放置台(6)的顶面上；所述目标测量装置(7)包括：三维激光扫描仪(71)、GPS定位仪(72)、三维数字罗盘(73)和测量控制器(74)；所述三维激光扫描仪(71)的探测面与所述目标测量装置(7)的右侧面同方向；所述GPS定位仪(72)、所述三维数字罗盘(73)和所述测量控制器(74)设置在同一个集成电路板上，所述集成电路板设置在所述三维激光扫描仪(71)上；所述三维激光扫描仪(71)，用于在设定转速的旋转电机带动下获取目标物三维信息；所述GPS定位仪(72)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察位置信息；所述三维数字罗盘(73)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察姿态信息；所述测量控制器(74)，包括：信息传送模块(741)、电机驱动升降装置调控模块(742)和旋转电机调控模块(743)；其中，所述信息传送模块(741)，用于将目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息传送至所述数据处理系统(8)；所述电机驱动升降装置调控模块(742)，用于根据两个电机驱动升降装置驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)获得的高度值之差确定所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，并从所述三维数字罗盘(73)获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，通过所述三维激光扫描仪(71)的倾角PID控制算法，调控两个电机驱动升降装置的运行；所述旋转电机调控模块(743)，用于根据旋转电机驱动所述三维激光扫描仪(71)的旋转角信息，并从所述三维数字罗盘(73)获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪(71)的旋转角信息，通过所述三维激光扫描仪(71)的旋转角PID控制算法，调控旋转电机的运行；所述数据处理系统(8)包括：同步模块(81)、轮廓形成模块(82)和解算模块(83)；所述同步模块(81)，用于将所述三维激光扫描仪(71)激光发射时刻的观察位置信息和观察姿态信息，与所述测量控制器(74)收到对应所述三维激光扫描仪(71)激光发射获取的目标物三维信息对应整合；所述轮廓形成模块(82)：用于根据对应整合的目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息，实时绘制目标物的轮廓；所述解算模块(83)包括：静态目标物解算模块(831)和低速运动目标物解算模块(832)；其中，所述静态目标物解算模块(831)，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的形态及所述三维激光扫描仪(71)和目标物之间的相对位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的位置信息；所述低速运动目标物解算模块(832)，用于在低速运动目标物的轮廓中设置特征点，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的运动形态及所述三维激光扫描仪(71)和目标物之间的相对运动位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的运动位置信息和运动偏移量。...

【技术特征摘要】
1.一种测绘用位置定位系统，其特征在于，包括：测量平台(1)、第一支撑杆(2)、第二支撑杆(3)、圆台(4)、连接杆(5)、放置台(6)、目标测量装置(7)和数据处理系统(8)；所述测量平台(1)内部设置有两个电机驱动升降装置，两个电机驱动升降装置分别用于驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)的升降；所述圆台(4)内部设置有旋转电机，且所述旋转电机的转轴延伸出所述与所述圆台(4)的顶面与所述连接杆(5)连接；所述放置台(6)设置在所述连接杆(5)顶部；所述目标测量装置(7)设置在所述放置台(6)的顶面上；所述目标测量装置(7)包括：三维激光扫描仪(71)、GPS定位仪(72)、三维数字罗盘(73)和测量控制器(74)；所述三维激光扫描仪(71)的探测面与所述目标测量装置(7)的右侧面同方向；所述GPS定位仪(72)、所述三维数字罗盘(73)和所述测量控制器(74)设置在同一个集成电路板上，所述集成电路板设置在所述三维激光扫描仪(71)上；所述三维激光扫描仪(71)，用于在设定转速的旋转电机带动下获取目标物三维信息；所述GPS定位仪(72)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察位置信息；所述三维数字罗盘(73)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察姿态信息；所述测量控制器(74)，包括：信息传送模块(741)、电机驱动升降装置调控模块(742)和旋转电机调控模块(743)；其中，所述信息传送模块(741)，用于将目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息传送至所述数据处理系统(8)；所述电机驱动升降装置调控模块(742)，用于根据两个电机驱动升降装置驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)获得的高度值之差确定所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，并从所述三维数字罗盘(73)获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，通过所述三维激光扫描仪(71)的倾角PID控制算法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩月娇，马洋洋，李琳，王爱民，张晶，张青武，于宁，唐冲，
申请(专利权)人：黑龙江工业学院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23