具有三维扫描功能的工程车制造技术

本实用新型专利技术提供了一种具有三维扫描功能的工程车，工程车包括车体和扫描装置；扫描装置设置于车体朝向工程车工作方向的一侧，扫描装置包括：安装部与车体相连接，安装部包括可绕第一轴旋转的旋转座；扫描部设置于旋转座上，包括可绕第二轴旋转的扫描探头，用于扫描工程车工作方向的环境以得到环境的坐标数据；倾角检测器设置于扫描部上，用于获取扫描装置与预设的基准平面之间的角度信息；控制器与扫描部和所述倾角检测器相连接，控制器用于接收坐标数据和角度信息，根据角度信息确定扫描坐标系与预设的基准坐标系的相对关系，以通过相对关系将坐标数据由扫描坐标系换算至基准坐标系，并通过预设算法建立坐标数据对应的点云信息。

Engineering Vehicle with Three-dimensional Scanning Function

【技术实现步骤摘要】
具有三维扫描功能的工程车
本技术涉及隧道施工
，具体而言，涉及一种具有三维扫描功能的工程车。
技术介绍
为实现隧道施工的精准化、智能化，通过三维扫描仪来建立隧道的点云模型图变得尤为重要。随着隧道建设机械化、数字化和信息化的逐步推进，为实现精准、智能施工，隧道的三维重建必不可少。三维扫描是实现三维重建的关键所在。三维扫描即获取隧道的三维点云数据，因为激光具备发散角小，方向性好的特点，以激光技术为基础的扫描仪被广泛应用于测距，通过发射激光和接收激光的时间差得到点数据。传统扫描采用商用三维扫描仪或由二维旋转平台和一维激光测距仪搭建三维激光扫描仪来实现。其中，商用三维扫描仪防护等级低，常用于野外或室内环境，无法用于隧道工程机械车载工况,且结构复杂，价格较高。由二维旋转平台和一维激光测距仪搭建三维激光扫描仪，此方案可实现隧道扫描，但其一次扫描范围小，故扫描速度与扫描精度无法兼得。现有的三维激光扫描仪对工作环境的要求十分苛刻，在使用前需要花费大量时间进行环境布置，无法实现与工程车辆的随动，无法与施工进度同步进行，工作效率低下。因此，目前亟需一种可以跟随施工进度同步进行三维激光扫描的技术方案。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种具有三维扫描功能的工程车。有鉴于此，本技术提供了一种具有三维扫描功能的工程车，包括车体和扫描装置；扫描装置设置于车体朝向工程车工作方向的一侧，扫描装置包括：安装部，安装部与车体相连接，安装部包括可绕第一轴旋转的旋转座；扫描部，扫描部设置于旋转座上，扫描部包括可绕第二轴旋转的扫描探头，用于扫描工程车工作方向的环境以得到环境在扫描装置的扫描坐标系下的坐标数据；倾角检测器，设置于扫描部上，倾角检测器用于获取扫描装置与预设的基准平面之间的角度信息；控制器，控制器与扫描部和所述倾角检测器相连接，控制器用于接收坐标数据和角度信息，根据角度信息确定扫描坐标系与预设的基准坐标系的相对关系，以通过相对关系将坐标数据由扫描坐标系换算至基准坐标系，并通过预设算法建立坐标数据在基准坐标系中对应的点云信息；其中，第一轴的轴线和第二轴的轴线相互垂直。在该技术方案中，工程车的车体上设置有扫描装置，可通过扫描装置实现对工程车周围环境的三维激光扫描。扫描装置具体包括安装部、扫描部和控制器；安装部与车体相连接，且安装部上设置有旋转座，旋转座可以绕第一轴进行旋转；扫描部设置于旋转座上，且扫描部上包括扫描探头，扫描探头可沿第二轴进行旋转，由此扫描探头可实现对以第一轴为基准的扇面和以第二轴为基准的扇面所组成的锥形空间，以得到周围环境在该锥形空间中，扫描装置的扫描坐标系下的坐标数据。扫描装置还设置有倾角检测器。由于工程车在隧道中施工时，隧道的地面不一定保持水平，因此由于工程车姿态的改变，扫描装置的姿态也会改变。因此为了使扫描装置所扫描得到的环境坐标数据与工程施工的基准坐标系保持一致，通过设置倾角检测器实时获取扫描装置与基准平面的角度信息，并进一步确定扫描坐标系与基准坐标系之间的相对关系，通过相对关系将扫描得到的坐标数据由扫描坐标系换算到基准坐标系，以实现数据标准化。第一轴的轴线和第二轴的轴线相垂直，以形成以扫描部中心为原点的垂直坐标系，即扫描坐标系。通过控制器接受坐标数据，并把扫描坐标系换算成大地坐标系，即可实现通过预设算法建立周围环境的点云信息。应用了本技术提供的技术方案，工程车上设置有扫描装置，因此可以与工程车同步行进，不需要人工设置，因此可以伴随工程进度同步扫描，且通过设置倾角检测器，可将扫描得到的坐标归入基准坐标系，如大地坐标系，进而极大的提高了工作效率。同时扫描部可选用二维激光扫描，并通过增设旋转座实现三维扫描，在实现快速扫描的同时降低成本，且工程人员可直接在工程车内掌握扫描装置获取的点云信息，进而实现对隧道工程进度的实时把控，实现高效的工程施工。具体地，扫描装置设置在工程车的车体的车头位置，朝向工程车的行进方向。旋转座可绕水平方向的第一轴旋转，扫描探头可沿垂直方向的第二轴旋转，第一轴的轴线和第二轴的轴线相互垂直，因此可实现对工程车车头前方的锥面空间进行扫描。随着隧道施工进度，工程车可随时通过设置在车头的扫描装置对前方隧道开拓情况进行扫描，进而实时获取隧道的施工状态。另外，本技术提供的上述技术方案中的工程车还可以具有如下附加技术特征：在上述技术方案中，进一步地，安装部还包括：底座，底座与车体相连接；支撑座，设置于底座上，旋转座与支撑座相连接。在该技术方案中，安装部包括底座和支撑座，底座与车体相连接，以实现扫描装置与车体的连接；底座上设置有支撑座，旋转座设置在支撑座上，扫描部可在支撑座旁通过旋转座实现旋转。在上述任一技术方案中，进一步地，支撑座包括：支撑座本体，支撑座本体设置有腔体，控制器设置于腔体内；盖体，与支撑座本体相连接，盖体覆盖于腔体上。在该技术方案中，支撑座本体中设置有空腔的腔体，控制装置设置于腔体中，以避免控制装置的电路部分暴露在外。同时支撑座还设置有盖体，盖体覆盖于腔体上，进一步保护腔体中的控制装置，提高系统的可靠性。在上述任一技术方案中，进一步地，支撑座还包括：走线孔，设置于支撑座本体上，走线孔用于使控制器的线材经由走线孔穿出并连接于扫描部。在该技术方案中，支撑座本体上还设置有走线孔，用于将控制器的线材经走线孔穿出后连接至扫描部，以方便布线，进而有效利用空间，减小扫描装置的体积，提高扫描装置安装的灵活性。在上述任一技术方案中，进一步地，支撑座包括第一支撑座，设置于扫描部的一侧第一支撑座设置有驱动装置，驱动装置用于驱动旋转座以使旋转座绕第一轴旋转。在该技术方案中，支撑座包括第一支撑座，位于扫描部的一侧；第一支撑座设置有驱动装置，扫描部在驱动装置的驱动下绕第一轴旋转，以实现对扫描部运动的灵活控制。在上述任一技术方案中，进一步地，支撑座包括第二支撑座，设置于扫描部的另一侧，第二支撑座设置有制动装置，所述制动装置用于制动所述旋转座以使所述旋转座停止旋转。在该技术方案中，支撑座还包括第二支撑座，位于扫描部的另一侧；第二支撑座设置有制动装置，扫描部在制动装置的制动下停止旋转，以实现对扫描部运动更加的灵活控制。在上述任一技术方案中，进一步地，扫描装置还包括：配重装置，与扫描部相连接，配重装置与扫描探头相背设置。在该技术方案中，扫描装置还设置有配重装置，设置于扫描部的背面，与扫描探头相背设置，在扫描部的旋转过程中，配重部可以使扫描部的重心更加稳定，同时在扫描部旋转至特定角度时，配重部还可以提供特定方向的力以使扫描部的旋转更加顺畅。在上述任一技术方案中，进一步地，工程车还包括：防护装置，设置于车体上，防护装置包括：连接板，连接板与车体相连接，扫描装置设置于连接板上；罩体，罩体可开合地罩设于扫描装置；直线执行器，设置于连接板上，直线执行器的运动端与罩体相连接，用于通过运动端的伸出或缩回带动罩体开启或闭合。在该技术方案中，工程车还设置有用户保护扫描装置的保护装置。保护装置包括与车体连接的连接板，以及照射在扫描装置外的罩体；罩体在直线执行器的驱动下开合；罩体开启时，扫描装置运行以完成扫描工作；在扫描工作完成后，罩体关闭，以保护扫描。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有三维扫描功能的工程车，其特征在于，包括：车体；扫描装置，设置于所述车体朝向所述工程车工作方向的一侧，所述扫描装置包括：安装部，所述安装部与所述车体相连接，所述安装部包括可绕第一轴旋转的旋转座；扫描部，所述扫描部设置于所述旋转座上，所述扫描部包括可绕第二轴旋转的扫描探头，用于扫描所述工程车工作方向的环境以得到所述环境在所述扫描装置的扫描坐标系下的坐标数据；倾角检测器，设置于所述扫描部上，所述倾角检测器用于获取所述扫描装置与预设的基准平面之间的角度信息；控制器，所述控制器与所述扫描部和所述倾角检测器相连接，所述控制器用于接收所述坐标数据和所述角度信息，根据所述角度信息确定所述扫描坐标系与预设的基准坐标系的相对关系，以通过所述相对关系将所述坐标数据由所述扫描坐标系换算至所述基准坐标系，并通过预设算法建立所述坐标数据在所述基准坐标系中对应的点云信息；其中，所述第一轴的轴线和所述第二轴的轴线相互垂直。

【技术特征摘要】
1.一种具有三维扫描功能的工程车，其特征在于，包括：车体；扫描装置，设置于所述车体朝向所述工程车工作方向的一侧，所述扫描装置包括：安装部，所述安装部与所述车体相连接，所述安装部包括可绕第一轴旋转的旋转座；扫描部，所述扫描部设置于所述旋转座上，所述扫描部包括可绕第二轴旋转的扫描探头，用于扫描所述工程车工作方向的环境以得到所述环境在所述扫描装置的扫描坐标系下的坐标数据；倾角检测器，设置于所述扫描部上，所述倾角检测器用于获取所述扫描装置与预设的基准平面之间的角度信息；控制器，所述控制器与所述扫描部和所述倾角检测器相连接，所述控制器用于接收所述坐标数据和所述角度信息，根据所述角度信息确定所述扫描坐标系与预设的基准坐标系的相对关系，以通过所述相对关系将所述坐标数据由所述扫描坐标系换算至所述基准坐标系，并通过预设算法建立所述坐标数据在所述基准坐标系中对应的点云信息；其中，所述第一轴的轴线和所述第二轴的轴线相互垂直。2.根据权利要求1所述的具有三维扫描功能的工程车，其特征在于，所述安装部还包括：底座，所述底座与所述车体相连接；支撑座，设置于所述底座上，所述旋转座与所述支撑座相连接。3.根据权利要求2所述的具有三维扫描功能的工程车，其特征在于，所述支撑座包括：支撑座本体，所述支撑座本体设置有腔体，所述控制器设置于所述腔体内；盖体，与所述支撑座本体相连接，所述盖体覆盖于所述腔体上。4.根据权利要求3所述的具有三维扫描功能的...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，郑大桥，秦念稳，邓泽，张盖，陈姣元，田旭，张子明，尹婷，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43