井筒三维形貌测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：包括激光雷达、X相机、Y相机、相机定位架和控制器，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与相机定位架固定连接，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与控制器相连接；所述X相机的主轴、Y相机的主轴、激光雷达的主轴三者相互垂直，所述X相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的X轴方向同向，所述Y相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Y轴方向同向，所述激光雷达的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Z轴方向同向，本实用新型专利技术具有结构简单、成本低、测量精度高等优点。量精度高等优点。量精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
井筒三维形貌测量装置


[0001]本技术涉及形貌测量
，具体的说是一种井筒三维形貌测量装置。

技术介绍

[0002]由于生产生活的需求，越来越多的场合中，需要对物体或空间的三维形貌进行测量，来辅助工程和设计需要。市面上已经存在空间三维形貌的测量仪器，能得到物体或空间的三维形貌，分为定点的全景激光雷达测量仪器和可移动的多线和面阵激光雷达测量仪器。
[0003]定点的全景激光雷达测量仪器，可以对普通的物体和近场空间做高精度的全方位的测量，内置的处理算法，可有效过滤噪声，并减小测量误差，可以达到极高的精度。
[0004]此种测量方式存在的问题是：此种方法适用于长宽高相当的中小尺寸且较开放空间的测量，测量中不能移动，无法满足狭长空间的有效测量。
[0005]采用可移动的多线和面阵激光雷达测量仪器，仪器使用激光雷达进行测量，仪器移动，激光雷达进行扫描，控制器根据扫描到的激光雷达点云特征点位置变化，来进行拼接，获得全景形貌，这一类方法对于尺寸中等的空间以及较小尺寸的物体（例如类似于桌椅板凳大小的物体，或是室内房间和走廊轮廓）测量效果较好。
[0006]此种测量仪器存在的问题是：需要保证测量物体的形貌轮廓具有很强的特征，否则会导致拼接失败，当测量物体的形貌轮廓特征不明显时，即使有激光扫描点云的颜色值和强度值作为辅助也无济于事，该测量方法的误差是不稳定的，精度较低，随着测量时间的加长和移动距离的增加，误差会被逐渐放大，直至完全不可控，对于狭长空间的测量鲁棒性过低，在狭长空间中测量效果不好。/>
技术实现思路

[0007]本技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、成本低、测量精度高的井筒三维形貌测量装置。
[0008]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0009]一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：包括激光雷达、X相机、Y相机、相机定位架和控制器，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与相机定位架固定连接，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与控制器相连接；
[0010]所述X相机的主轴、Y相机的主轴、激光雷达的主轴三者相互垂直，所述X相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的X轴方向同向，所述Y相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Y轴方向同向，所述激光雷达的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Z轴方向同向；
[0011]通过设置激光雷达进行扫描，再配合双相机的图片作为辅助，可以在不需要其他设备和数据作为参考的情况下，对于相对复杂的狭长空间进行有效的较高精度测量，得到测量空间的轮廓，结构简单、成本低。
[0012]本技术所述激光雷达的主轴为井筒三维形貌测量装置的Z轴，所述激光雷达以井筒三维形貌测量装置的三轴坐标原点为扫描中心，所述激光雷达的扫描面为井筒三维形貌测量装置的XY平面，所述井筒三维形貌测量装置的Z轴正向方向垂直于激光雷达扫描面向上；保证通过简单的测量算法即可实现精准的测量。
[0013]本技术所述X相机主轴方向的延长线、Y相机主轴方向的延长线分别与井筒三维形貌测量装置的Z轴相交；以进一步保证测量精度，测量算法能够更简单。
[0014]本技术所述激光雷达固定在相机定位架的顶部或底部，以减小井筒三维形貌测量装置整体宽度，保证能够适用于狭长空间测量。
[0015]本技术所述相机定位架上开设有X相机固定通道和Y相机固定通道，所述X相机固定通道和Y相机固定通道垂直设置，所述X相机固定在X相机固定通道中，所述Y相机固定在Y相机固定通道中，所述X相机的主轴与Y相机的主轴在同一平面上，相机定位架的设置，便于保证X相机、Y相机的安装位置精确
[0016]本技术所述相机定位架上开设有X相机固定通道和Y相机固定通道，所述X相机固定通道和Y相机固定通道垂直设置，所述X相机固定通道设在Y相机固定通道的上方或下方，所述X相机固定在X相机固定通道中，所述Y相机固定在Y相机固定通道中；此种结构设置，进一步减小井筒三维形貌测量装置整体宽度，保证能够适用于狭长空间测量。
[0017]本技术所述相机定位架包括左立板、右立板、底板、前立板和后立板，所述左立板和右立板左右相对设置，所述左立板的下端、右立板的下端分别与底板固定连接，所述底板的下端设有前后相对设置的前立板和后立板，所述前立板的上端、后立板的上端分别与底板固定连接，所述左立板与右立板之间形成X相机固定通道和Y相机固定通道其中之一，所述前立板与后立板之间形成X相机固定通道和Y相机固定通道其中另一；相机定位架的结构设置紧凑，占用空间小。
[0018]本技术还包括三轴姿态陀螺仪，所述三轴姿态陀螺仪与相机定位架固定连接，所述三轴姿态陀螺仪与控制器相连接；通过设置三轴姿态陀螺仪，三轴姿态陀螺仪采集数据参与运算，进一步保证测量的精确性。
[0019]本技术还包括箱体，所述箱体顶部或底部开设有供激光雷达探头穿出的雷达穿孔，前端面上开设有供X相机镜头穿出的X相机穿孔，侧端面上开设有供Y相机镜头穿出的Y相机穿孔，所述相机定位架固定在箱体内，所述激光雷达的探头从雷达穿孔穿出，所述X相机镜头从X相机穿孔穿出，所述Y相机镜头从Y相机穿孔穿出；通过设置箱体，用于对激光雷达和双相机进行保护。
[0020]本技术所述箱体外还设有照明灯一和照明灯二，所述照明灯一设在X相机一侧并经照明灯支架一与箱体固定连接，所述照明灯二设在Y相机一侧并经照明灯支架二与箱体固定连接；通过设置照明灯，便于X相机、Y相机在狭长黑暗环境下进行拍照，进一步保证测量精度。
[0021]本技术的有益效果为：通过设置激光雷达进行扫描，再配合双相机的图片作为辅助，可以在不需要其他设备和数据作为参考的情况下，对于相对复杂的狭长空间进行有效的较高精度测量，得到测量空间的轮廓，结构简单、成本低。
附图说明
[0022]图1是本技术整体结构示意图。
[0023]图2是本技术整体结构主视图。
[0024]图3是本技术整体结构俯视图。
[0025]图4是本技术整体结构剖视图。
[0026]图5是本技术箱体内部结构示意图。
[0027]图6是本技术箱体内部结构俯视图。
[0028]图7是本技术相机定位架结构示意图。
[0029]图8是本技术相机定位架结构主视图。
[0030]图9是本技术相机定位架结构侧视图。
[0031]附图标记：箱体
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1、相机定位架
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2、左立板
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2011、右立板
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2012、上左横板
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2021、上右横板
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2022、前立板
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2031、后立板
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2032、前支撑板
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2041、后支撑板
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2042、底板
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205、X相机固定通道
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206本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：包括激光雷达、X相机、Y相机、相机定位架和控制器，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与相机定位架固定连接，所述X相机、Y相机、激光雷达分别与控制器相连接；所述X相机的主轴、Y相机的主轴、激光雷达的主轴三者相互垂直，所述X相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的X轴方向同向，所述Y相机的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Y轴方向同向，所述激光雷达的主轴方向与井筒三维形貌测量装置的Z轴方向同向。2.根据权利要求1所述的一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：所述激光雷达的主轴为井筒三维形貌测量装置的Z轴，所述激光雷达以井筒三维形貌测量装置的三轴坐标原点为扫描中心，所述激光雷达的扫描面为井筒三维形貌测量装置的XY平面，所述井筒三维形貌测量装置的Z轴正向方向垂直于激光雷达扫描面向上。3.根据权利要求2所述的一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：所述X相机主轴方向的延长线、Y相机主轴方向的延长线分别与井筒三维形貌测量装置的Z轴相交。4.根据权利要求1或2或3所述的一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：所述激光雷达固定在相机定位架的顶部或底部。5.根据权利要求4所述的一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：所述相机定位架上开设有X相机固定通道和Y相机固定通道，所述X相机固定通道和Y相机固定通道垂直设置，所述X相机固定在X相机固定通道中，所述Y相机固定在Y相机固定通道中，所述X相机的主轴与Y相机的主轴在同一平面上。6.根据权利要求4所述的一种井筒三维形貌测量装置，其特征在于：所述相机定位架上开设有X相机固定通道和Y...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡涛，杨彬，黄星植，丛家梁，
申请(专利权)人：威海晶合数字矿山技术有限公司，
类型：新型
国别省市：