一种用于房屋建筑的图像采集系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于房屋建筑的图像采集系统，所述系统包括激光雷达模块和飞行器模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，所述微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述飞行器模块包括飞行控制单元，所述飞行控制单元连接驱动单元、飞行器无线传输单元、加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器；所述飞行器无线传输单元连接飞行器控制终端和定位单元。本实用新型专利技术的有益效果是，扫描效率高，大大减少了人的工作量；不限时间、地点、天气采集数据，通过WiFi甚至4G远程传输给3D打印机。

An image acquisition system for building construction

The utility model discloses an image acquisition system for building construction, which comprises a lidar module and an aircraft module; the lidar module comprises a micro-control unit, which connects a lidar wireless transmission unit, an electric platform, a transmitting unit and a receiving unit; and the aircraft. The module includes a flight control unit, which connects a driving unit, a wireless transmission unit of an aircraft, an acceleration sensor, a gyroscope and a geomagnetic sensor, and an aircraft wireless transmission unit which connects an aircraft control terminal and a positioning unit. The beneficial effect of the utility model is that the scanning efficiency is high, and the workload of the human is greatly reduced; the data is collected in unlimited time, place and weather, and transmitted to the 3D printer remotely through WiFi or even 4G.

【技术实现步骤摘要】
一种用于房屋建筑的图像采集系统
本技术涉及3D扫描领域，尤其是涉及一种用于房屋建筑的图像采集系统。
技术介绍
3D激光雷达是一个涉及到多方向多领域的综合型成像雷达。利用激光的方向性、相干性、单色性和红外的全天候等特性，3D激光雷达成像系统在地质探测、导弹跟踪、航空航天等民用或军事领域广泛应用。3D激光扫描技术是一门新兴的测绘技术,能够非接触高速精确地获取目标物的三维坐标数据。在建筑施工过程中可以利用该技术获取建筑的空间点云数据,建立真实的三维建筑模型，尤其是在古建筑的档案建立和建筑的第一首资料收集上具有重要意义。传统的建筑扫描都是人工根据比例大致测量绘画出来的，有的借助仪器测量出了比较准确的长度尺寸，但是工作量巨大，如今借助3D激光雷达扫描则会可以帮助这个过程；建筑物一般尺寸都比较大，通过飞行器来搭载激光雷达则是大大减少了这个过程的难度。
技术实现思路
为了解决上述问题，本技术提出了一种用于房屋建筑的图像采集系统。为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种用于房屋建筑的图像采集系统，所述系统包括激光雷达模块和飞行器模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，所述微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述飞行器模块包括飞行控制单元，所述飞行控制单元连接驱动单元、飞行器无线传输单元、加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器；所述飞行器无线传输单元连接飞行器控制终端和定位单元；所述微控制单元用于控制激光发射过程中激光的发射和接收的方向、时间，所述微控制单元用于推送接收单元的数据到3D打印机服务器；所述电动云台用于控制激光的发射方向；所述定位单元用于返回自身GPS定位给飞行控制单元；所述驱动单元用于把飞行控制电信号转化飞行器机械机构执行的参数。进一步地，所述激光雷达模块和飞行器模块一起为一组扫描单元，所述3D激光雷达扫描装置至少有3组扫描单元。进一步地，所述飞行器无线传输单元安装有ZigBee模块，所述飞行器无线传输单元通过ZigBee无线传输模式连接飞行器控制终端和定位单元。进一步地，所述激光雷达无线传输单元安装有WiFi和4G模块。进一步地，所述电动云台、发射单元和接收单元通过RS485串口线连接微控制单元。进一步地，所述发射单元为一字线激光器，所述接收单元为高清摄像头，所述微控制单元为AVR单片机。进一步地，所述发射单元出口加装滤光片，用于保留激光器发射波长的光线进入。进一步地，所述飞行器模块的机械结构为四轴飞行器结构。进一步地，所述飞行器模块连接摄像模块，摄像模块返回视频数据给飞行器控制终端。与现有技术相比，本技术的有益效果在于：1、扫描效率高，大大减少了人的工作量；2、不限时间、地点、天气采集数据，通过WiFi甚至4G远程传输给3D打印机。附图说明图1为依据本技术的实施例的系统框图。具体实施方式为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本技术的具体实施方式，但本技术的保护范围不局限于以下所述。如图1所示，本技术提供了一种用于房屋建筑的图像采集系统，所述系统包括激光雷达模块和飞行器模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，所述微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述飞行器模块包括飞行控制单元，所述飞行控制单元连接驱动单元、飞行器无线传输单元、加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器；所述飞行器无线传输单元连接飞行器控制终端和定位单元；所述微控制单元用于控制激光发射过程中激光的发射和接收的方向、时间，所述微控制单元用于推送接收单元的数据到3D打印机服务器；所述电动云台用于控制激光的发射方向；所述定位单元用于返回自身GPS定位给飞行控制单元；所述驱动单元用于把飞行控制电信号转化飞行器机械机构执行的参数。进一步地，所述激光雷达模块和飞行器模块一起为一组扫描单元，所述3D激光雷达扫描装置至少有3组扫描单元。优选地，所述飞行器无线传输单元安装有ZigBee模块，所述飞行器无线传输单元通过ZigBee无线传输模式连接飞行器控制终端和定位单元。优选地，所述激光雷达无线传输单元安装有WiFi和4G模块，图像信号的信息量特别大，WiFi传输数据的速率可达300Mb/s以上，4G传输数据的速率可达20Mb/s以上。优选地，所述电动云台、发射单元和接收单元通过RS485串口线连接微控制单元。优选地，所述发射单元为一字线激光器，所述接收单元为高清摄像头，所述微控制单元为AVR单片机，AVR单片机控制云台的转动，一字线激光器发射一系列扫描光束，摄像头获取被扫描目标返回的二维回波信号，摄像头成像部分获得被扫描目标的二维分布信息，AVR单片机通过激光三角测距算法算法计算一字线激光器与被测目标的距离，并将得到的数据与目标二维信息结合构成三维激光成像信息，并将得到的信息通过激光雷达无线传输单元发送至3D打印机服务器；同时，飞行控制单元把加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器数据发送给3D打印机服务器，3D打印机通过传感器数据计算出多个扫描单元的相对位置，建立起坐标系，再将激光雷达模块的数据在坐标系里进行3D建模。优选地，所述发射单元出口加装滤光片，用于保留激光器发射波长的光线进入，从而可以一定程度的避免光线干扰。优选地，所述飞行器模块的机械结构为四轴飞行器结构，四轴飞行器平稳性好，技术成熟。可选地，所述飞行器模块连接摄像模块，摄像模块返回视频数据给飞行器控制终端，在高空中查看飞行位置是否合理，使扫描出的图像没有死角。所述3D激光雷达扫描装置使用步骤：1.先查看被扫描的建筑，确认扫描方案，确保没有扫描不到的死角，在多个定位点的地面放定位单元；2.开启飞行器模块，飞行控制单元收到定位单元的GPS数据后，飞向到对应的定位单元上方，使用人员通过飞行器控制终端来调整高度；3.飞行器位置调整合适后，打开激光雷达模块，微控制单元内置有固定的扫描方式来控制电动云台的转动，电动云台带动一字线激光器和摄像头一起运动，一字线激光器发射一系列扫描光束，摄像头获取被扫描目标返回的二维回波信号，摄像头成像部分获得被扫描目标的二维分布信息，AVR单片机通过激光三角测距算法算法计算一字线激光器与被测目标的距离，进而得到的数据与目标二维信息结合构成三维激光成像信息；4.AVR单片机通过激光雷达无线传输单元把三维激光成像信息和多个扫描单元的相对位置发送至3D打印机服务器。以上所揭露的仅为本技术较佳实施例而已，当然不能以此来限定本技术之权利范围，因此依本技术权利要求所作的等同变化，仍属本技术所涵盖的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于房屋建筑的图像采集系统，其特征在于：所述系统包括激光雷达模块和飞行器模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，所述微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述飞行器模块包括飞行控制单元，所述飞行控制单元连接驱动单元、飞行器无线传输单元、加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器；所述飞行器无线传输单元连接飞行器控制终端和定位单元；所述微控制单元用于控制激光发射过程中激光的发射和接收的方向、时间，所述微控制单元用于推送接收单元的数据到3D打印机服务器；所述电动云台用于控制激光的发射方向；所述定位单元用于返回自身GPS定位给飞行控制单元；所述驱动单元用于把飞行控制电信号转化飞行器机械机构执行的参数。

【技术特征摘要】
1.一种用于房屋建筑的图像采集系统，其特征在于：所述系统包括激光雷达模块和飞行器模块；所述激光雷达模块包括微控制单元，所述微控制单元连接激光雷达无线传输单元、电动云台、发射单元和接收单元；所述飞行器模块包括飞行控制单元，所述飞行控制单元连接驱动单元、飞行器无线传输单元、加速度传感器、陀螺仪和地磁传感器；所述飞行器无线传输单元连接飞行器控制终端和定位单元；所述微控制单元用于控制激光发射过程中激光的发射和接收的方向、时间，所述微控制单元用于推送接收单元的数据到3D打印机服务器；所述电动云台用于控制激光的发射方向；所述定位单元用于返回自身GPS定位给飞行控制单元；所述驱动单元用于把飞行控制电信号转化飞行器机械机构执行的参数。2.如权利要求1所述的一种用于房屋建筑的图像采集系统，其特征在于：所述激光雷达模块和飞行器模块一起为一组扫描单元，所述3D激光雷达扫描装置至少有3组扫描单元。3.如权利要求1所述的一种用于房屋建筑的图像采集系统，其特征在于：所述飞行器无线传输单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建，
申请(专利权)人：成都巴哈极上科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51