一种激光雷达测距相机制造技术

本发明专利技术公开了一种激光雷达测距相机，包括相机底座和激光雷达测距相机头，所述相机底座的上端设置激光雷达测距相机头，相机底座与激光雷达测距相机头之间通过机械转动机构连接。本激光雷达测距相机，实现激光雷达测距相机头的360度转动，便于无人机装载进行三维地形测量；同时，解决了马达工作时产生的振动，提高激光雷达测距相机头在转动扫描测量地形时的精度，因而可适用于无人机作低空飞行进行地表地形地物的测量；同时利用激光DTOF雷达测距，利用雪崩二极管代替CCD或CMOS形成距离像素点信息，再利用无人机的空间坐标和姿态计算像素点的三维坐标，直接生成地面三维模型。

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达测距相机
本专利技术涉及道路地形测量
，具体为一种激光雷达测距相机。
技术介绍
倾斜摄影测量由航空摄影测量发展而来。无人机同有人飞机相比，无人机具有体积小、重量轻、携带方便的优点。同时无人机可以低空飞行也不需要申请空域，使用成本低。可以进行1：500、1：1000、1：2000等大比例尺三维地形测量建模的数据采集工作。随着数码相机及数字成图技术的发展产生了倾斜摄影测量，倾斜摄影测量在飞行器上同时安装多个摄像机同时对地面进行摄像，大大增加了相片数量与相片重叠度，提高了工作效率。道路工程中路基横断面测量一直是道路测量工作量最大的任务，在路基施工之前，设计院提拱的测量控制点交给施工单位，施工单位首先进行控制点的加密与联测，再进行路基的横断面测量与路基土石方量的计算以复核图纸工程量。以前路基横断面测量采用水准仪与钢尺量距法，这种方法在高差大的地区需要转点，速度慢工作效率低。全站仪三角高程与坐标测量及RTK高程拟合方法提高了工作效率，但这种方法都是点测量方法，无法进行面测。这些方法的共同点是外业工作量太大。而航测技术大大减小了地形测量的外业工作量，可以进行面测量，但精度不高，高程精度比平面精度还低。三维激光扫描仪出现后，面测量的精度得以提高。这种设备是利用激光扫描测距，每秒可测量并记录几十万个点云数据生成地表面的三维立体图形。同时集成了激光扫描测距、GPS、IMU(惯性测量单元)、CCD数码相机的车载三维测图系统进入市场，可以进行移动式三维激光扫描测量。大比例尺三维地形测量中，无人机载三维激光扫描仪和无人机载激光雷达也在地形测量惭惭推广，相比摄影测量，激光扫描或激光雷达精度较高。普通激光雷达采用激光脉冲测时间差乘以光速测量距离，或者采用连续正弦波测相位差计算距离，采用机械转动激光发射头进行扫描测量，就是内部需要马达旋转，但马达的振动对测距有影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种激光雷达测距相机，实现激光雷达测距相机头的360度转动，便于无人机装载进行三维地形测量；同时，解决了马达工作时产生的振动，提高激光雷达测距相机头在转动扫描测量地形时的精度，因而可适用于无人机作低空飞行进行地表地形地物的测量，可以解决现有技术中的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种激光雷达测距相机，包括相机底座和激光雷达测距相机头，所述相机底座的上端设置激光雷达测距相机头，相机底座与激光雷达测距相机头之间通过机械转动机构连接，机械转动机构由马达、转盘、齿轮和固定座组成，马达安装于相机底座内，并且马达的输出轴伸出相机底座外，转盘设于相机底座上，转盘的中部开设轴孔，转盘内开设圆槽，轴孔与圆槽相连通，齿轮嵌合安装于圆槽内，马达的输入轴插入轴孔延伸至圆槽内，并与齿轮连接，固定座安装于转盘的四端；所述相机底座内还设置减震机构，减震机构由定板、动板、侧杆、弧状弹片和弹簧组成，定板安装于马达的四端，定板的两端开设滑槽，滑槽内的一端安装滑块，动板位于定板与马达之间，侧杆设于动板的两端，侧杆的一端通过转轴与动板活动连接，侧杆的另一端延伸至定板上，并插入滑槽内与滑块连接，弧状弹片安装于动板上，弧状弹片的弧面与马达接触连接，弹簧嵌合安装于滑槽内的另一端，并且弹簧的一端与滑块接触连接。优选的，所述圆槽的内侧壁上均匀排列有齿槽，齿槽的齿面与齿轮的齿面相啮合。优选的，所述激光雷达测距相机头的底部直径与固定座构成的圆形轮廓内径相匹配，激光雷达测距相机头的底部嵌入固定座构成的圆形轮廓内，并通过螺丝固定。优选的，所述激光雷达测距相机头包括激光发射器和接收相机。优选的，所述接收相机共有四个，分别设置在激光发射器的四端，并且接收相机的感光单元采用雪崩光敏二极管组件阵列。与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：1、本激光雷达测距相机，相机底座与激光雷达测距相机头之间通过机械转动机构连接方式，实现激光雷达测距相机头的360度转动，便于无人机装载进行三维地形测量；同时，基于相机底座内设置的减震机构，从而减小乃至抵消马达工作时产生的振动，以提高激光雷达测距相机头在转动扫描测量地形时的精度。2、本激光雷达测距相机，减震机构减小乃至抵消马达工作时产生的振动的具体过程为：当马达振动而触碰到弧状弹片时，如若振动小，基于弧状弹片本身的弹性缓冲作用，便可达到减小乃至抵消马达振动的作用，如若振动大，作用于弧状弹片上的振动力会传递到动板，进而推移动板向定板运动，而在此过程中，侧杆会随动板的运动而带动滑块在滑槽内滑动，进而顶触在弹簧，利用两个弹簧的形变来逐渐抵消力的作用，从而实现减小乃至抵消马达工作时产生的振动力，为激光雷达测距相机头在转动扫描测量地形时提供平稳的工作环境。3、本激光雷达测距相机，感光元件不再是CCD或CMOS只能接收光强信息，利用DTOF激光雷达原理测距，采用雪崩二极管或光电管、光电倍增管代替CCD或CMOS感光器件。所有的雪崩二极管点接收距离信息代替光强信息，利用无人机的空间坐标和姿态计算信息点的三维坐标，可直接生成三维地面模型。附图说明图1为本专利技术的整体结构图；图2为本专利技术的机械转动机构结构装配图；图3为本专利技术的减震机构结构装配图；图4为本专利技术的激光雷达测距相机头布置图。图中：1、相机底座；2、激光雷达测距相机头；21、激光发射器；22、接收相机；3、机械转动机构；31、马达；32、转盘；321、轴孔；322、圆槽；323、齿槽；33、齿轮；34、固定座；4、减震机构；41、定板；411、滑槽；412、滑块；42、动板；43、侧杆；44、弧状弹片；45、弹簧。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。请参阅图1-4，一种激光雷达测距相机，包括相机底座1和激光雷达测距相机头2，相机底座1的上端设置激光雷达测距相机头2，相机底座1与激光雷达测距相机头2之间通过机械转动机构3连接，机械转动机构3由马达31、转盘32、齿轮33和固定座34组成，马达31安装于相机底座1内，并且马达31的输出轴伸出相机底座1外，转盘32设于相机底座1上，转盘32的中部开设轴孔321，转盘32内开设圆槽322，轴孔321与圆槽322相连通，齿轮33嵌合安装于圆槽322内，圆槽322的内侧壁上均匀排列有齿槽323，并且齿槽323的齿面与齿轮33的齿面相啮合，马达31的输入轴插入轴孔321延伸至圆槽322内，并与齿轮33连接，固定座34安装于转盘32的四端；激光雷达测距相机头2的底部直径与固定座34构成的圆形轮廓内径相匹配，激光雷达测距相机头2的底部嵌入固定座34构成的圆形轮廓内，并通过螺丝固定。上述中，通过马达31带动齿轮33转动，从而带动转盘32转动，经由转盘32的转动带动激光雷达测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达测距相机，包括相机底座(1)和激光雷达测距相机头(2)，其特征在于：所述相机底座(1)的上端设置激光雷达测距相机头(2)，相机底座(1)与激光雷达测距相机头(2)之间通过机械转动机构(3)连接，机械转动机构(3)由马达(31)、转盘(32)、齿轮(33)和固定座(34)组成，马达(31)安装于相机底座(1)内，并且马达(31)的输出轴伸出相机底座(1)外，转盘(32)设于相机底座(1)上，转盘(32)的中部开设轴孔(321)，转盘(32)内开设圆槽(322)，轴孔(321)与圆槽(322)相连通，齿轮(33)嵌合安装于圆槽(322)内，马达(31)的输入轴插入轴孔(321)延伸至圆槽(322)内，并与齿轮(33)连接，固定座(34)安装于转盘(32)的四端；/n所述相机底座(1)内还设置减震机构(4)，减震机构(4)由定板(41)、动板(42)、侧杆(43)、弧状弹片(44)和弹簧(45)组成，定板(41)安装于马达(31)的四端，定板(41)的两端开设滑槽(411)，滑槽(411)内的一端安装滑块(412)，动板(42)位于定板(41)与马达(31)之间，侧杆(43)设于动板(42)的两端，侧杆(43)的一端通过转轴与动板(42)活动连接，侧杆(43)的另一端延伸至定板(41)上，并插入滑槽(411)内与滑块(412)连接，弧状弹片(44)安装于动板(42)上，弧状弹片(44)的弧面与马达(31)接触连接，弹簧(45)嵌合安装于滑槽(411)内的另一端，并且弹簧(45)的一端与滑块(412)接触连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达测距相机，包括相机底座(1)和激光雷达测距相机头(2)，其特征在于：所述相机底座(1)的上端设置激光雷达测距相机头(2)，相机底座(1)与激光雷达测距相机头(2)之间通过机械转动机构(3)连接，机械转动机构(3)由马达(31)、转盘(32)、齿轮(33)和固定座(34)组成，马达(31)安装于相机底座(1)内，并且马达(31)的输出轴伸出相机底座(1)外，转盘(32)设于相机底座(1)上，转盘(32)的中部开设轴孔(321)，转盘(32)内开设圆槽(322)，轴孔(321)与圆槽(322)相连通，齿轮(33)嵌合安装于圆槽(322)内，马达(31)的输入轴插入轴孔(321)延伸至圆槽(322)内，并与齿轮(33)连接，固定座(34)安装于转盘(32)的四端；
所述相机底座(1)内还设置减震机构(4)，减震机构(4)由定板(41)、动板(42)、侧杆(43)、弧状弹片(44)和弹簧(45)组成，定板(41)安装于马达(31)的四端，定板(41)的两端开设滑槽(411)，滑槽(411)内的一端安装滑块(412)，动板(42)位于定板(41)与马达(31)之间，侧杆(43)设于动板(42)的两端，侧杆(43)的一端通过转轴与动板(42)活动连接，侧杆(43)的另一端延伸至定板(41)上，并插入滑槽(411)内与滑块(412)连接，弧状弹片(44)安装于动板(42)上，弧状弹片(44)的弧面与马达(31...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曙霞，阮秀才，马生福，
申请(专利权)人：中国十七冶集团有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34