【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种建图设备，尤其涉及一种激光雷达三维建图设备及其控制方法，属于激光探测。
技术介绍
1、随着人们对于环境数字化的要求越来越高，利用建图设备采集的环境信息也要求越来越精确和丰富，其中三维激光雷达因具有测量范围大、测距精度高、抗干扰能力强等优点，广泛应用于机器人、自动驾驶以及地理测绘等领域。但是，现有的三维激光雷达扫描设备在建图过程中存在以下技术问题：
2、（1）激光雷达扫描设备的扫描范围窄，无法覆盖扫描整个三维环境，存在大量扫描不到的区域，从而无法建立稠密的环境地图；
3、（2）由于激光雷达固定在扫描设备上，扫描设备在扫描场景中移动不便，即使采用人工携带扫描设备进行采集工作也十分不便。
4、（3）人为携带激光雷达进行数据扫描采集时，由于点云数据量较大，需要使用配置较好的处理器进行处理，同时配套数据存储器、电池等不便于携带。
5、因此，亟待研发设计一款新型的利用激光雷达扫描的三维建图设备及其控制方法。
技术实现思路
1、针对上述现存的技术问题，本专利技术提供一种激光雷达三维建图设备及其控制方法，以达到扫描更大的范围，在扫描场景中移动方便的技术目的。
2、为实现上述目的，本专利技术提供一种激光雷达三维建图设备，包括可拆卸连接的扫描模块和主体模块；
3、所述扫描模块包括伺服电机，安装在伺服电机转动轴上的旋转座，安装在旋转座上的激光雷达和陀螺仪，以及安装在伺服电机转动轴内的导电滑环；所述激光雷达和陀螺仪的
4、所述主体模块包括主体模块壳体，安装在主体模块壳体顶面的扫描模块连接槽、交互按钮及其内置的led指示灯，且伺服电机的底部能够与扫描模块连接槽相互匹配，安装在主体模块壳体侧面的两个水平放置的摄像头，安装在主体模块壳体底面的充电接口、调试接口、wifi模块、type-c接口和tf卡槽，以及安装在主体模块壳体内部的温度传感器、蜂鸣器、散热风扇、数据处理模块和驱动和逻辑控制模块；
5、所述数据处理模块分别电连接驱动和逻辑控制模块、伺服电机、激光雷达、陀螺仪、导电滑环、摄像头、散热风扇、wifi模块、type-c接口和tf卡槽；
6、所述驱动和逻辑控制模块分别电连接交互按钮及其内置的led指示灯、充电接口、温度传感器、蜂鸣器、调试接口、伺服电机和激光雷达。
7、本专利技术设备进一步的，所述激光雷达旋转轴的中心轴线与伺服电机转动轴的中心轴线之间的夹角为90°。
8、本专利技术设备更进一步的，所述扫描模块安装在主体模块上时，伺服电机转动轴的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°。
9、本专利技术设备进一步的，所述数据处理模块采用jetson orin nx。
10、本专利技术设备进一步的，所述驱动和逻辑控制模块包括充电电池bat1，电源接口p1，采样电阻rs1，连接采样电阻rs1两端的高边采样电流放大器u1，线性降压电路u3，二极管d1，开关降压电路u6，线性降压电路u5，二极管d2，采样电阻rs2，连接采样电阻rs2两端的高边采样电流放大器u2，mos管q1及其体二极管，三极管q2，电阻r1-电阻r4，以及单片机微控制器u4；
11、其中，充电电池bat1连接电源接口p1，电源接口p1连接采样电阻rs1的一端，采样电阻rs1的另一端分别连接电源驱动电路、线性降压电路u3、开关降压电路u6；电源驱动电路连接单片机微控制器u4；线性降压电路u3连接二极管d1的正极，二极管d1的负极连接单片机微控制器u4；开关降压电路u6分别连接单片机微控制器u4和线性降压电路u5，线性降压电路u5连接二极管d2的正极，二极管d2的负极连接二极管d1的负极；
12、充电接口p2分别连接电阻r1的一端、mos管q1的d极；电阻r1的另一端分别连接电阻r3的一端和电阻r2的一端，电阻r3的另一端和电阻r2的另一端分别连接三极管q2的基极和发射极；三极管q2的集电极经电阻r4连接mos管q1的g极，mos管q1的s极连接采样电阻rs2的一端，采样电阻rs2的另一端连接采样电阻rs1的一端；高边采样电流放大器u2连接单片机微控制器u4。
13、本专利技术设备进一步的，所述主体模块壳体的前后侧面上分别开设有通风口，且通风口上设置有防水透气膜。
14、本专利技术设备进一步的，所述主体模块壳体包括主体模块顶壳，主体模块中壳，主体模块底壳；且扫描模块连接槽，交互按钮及其内置的led指示灯安装在主体模块顶壳上，两个水平放置的摄像头安装在主体模块中壳上，充电接口、调试接口、wifi模块、type-c接口和tf卡槽安装在主体模块底壳上。
15、本专利技术设备进一步的，还包括安装在主体模块壳体底面的电池模块连接槽，以及与主体模块可拆卸连接的电池模块；
16、所述电池模块连接槽内安装有电气接口，且电气接口电连接驱动和逻辑控制模块；
17、所述电池模块包括把手外壳，安装在把手外壳内部的电池，以及安装在把手外壳顶面的电池模块供电口，且电池电连接电池模块供电口；
18、且把手外壳的顶部能够与电池模块连接槽相互匹配，电池模块供电口能够电连接电气接口。
19、本专利技术设备进一步的，还包括安装在主体模块壳体底面的机械接口，用于将主体模块可拆卸连接在其他设备上。
20、并且，本专利技术提供一种激光雷达三维建图设备的控制方法，利用所述的一种激光雷达三维建图设备，包括如下步骤：
21、s1、通过交互按钮启动本设备，驱动和逻辑控制模块控制扫描模块和主体模块上电；本设备进入自检状态，数据处理模块检查激光雷达、摄像头、伺服电机的状态；同时，伺服电机回到零点状态，并通过陀螺仪标定扫描模块坐标系和主体模块坐标系的相对位置关系；
22、s2、通过交互按钮启动伺服电机，伺服电机带动旋转座转动，从而带动激光雷达和陀螺仪同时转动；激光雷达采集本设备360°×270°范围内环境的点云数据，并通过导电滑环将数据反馈至数据处理模块，同时摄像头采集环境的颜色信息，并将数据反馈至数据处理模块；
23、s3、根据伺服电机反馈的角度信息以及陀螺仪的角度信息，数据处理模块对采集的点云数据进行坐标系变换，将点云数据的坐标系位置变换至主体模块的坐标系位置，从而匹配摄像头采集的颜色信息；
24、s4、通过数据处理模块对点云数据和颜色信息进行处理，将点云数据和颜色信息进行融合，从而输出渲染的彩色环境；
25、s5、通过wifi模块、type-c接口或者tf卡槽，将采集的数据拷贝到处理或应用文件的工具中，完成数据传输后，通过交互按钮关闭本设备。
26、综上，本专利技术实现了扫描更大的范围，并在扫描场景中移动方便的技术效果。相比现有技术，具有如下技术优势：
27、1、本专利技术设备中的扫描模块，主体模块和电池模块可拆卸的连接在一起，具有模块化的设本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，包括可拆卸连接的扫描模块和主体模块；
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述激光雷达旋转轴的中心轴线与伺服电机转动轴的中心轴线之间的夹角为90°。
3.根据权利要求2所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述扫描模块安装在主体模块上时，伺服电机转动轴的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°。
4.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述数据处理模块采用Jetson orin NX。
5.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述驱动和逻辑控制模块包括充电电池BAT1，电源接口P1，采样电阻RS1，连接采样电阻RS1两端的高边采样电流放大器U1，线性降压电路U3，二极管D1，开关降压电路U6，线性降压电路U5，二极管D2，采样电阻RS2，连接采样电阻RS2两端的高边采样电流放大器U2，MOS管Q1及其体二极管，三极管Q2，电阻R1-电阻R4，以及单片机微控制器U4；
6.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建
7.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述主体模块壳体包括主体模块顶壳，主体模块中壳，主体模块底壳；且扫描模块连接槽、交互按钮及其内置的LED指示灯安装在主体模块顶壳上，两个水平放置的摄像头安装在主体模块中壳上，充电接口、调试接口、WIFI模块、TYPE-C接口和TF卡槽安装在主体模块底壳上。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，还包括安装在主体模块壳体底面的电池模块连接槽，以及与主体模块可拆卸连接的电池模块；
9.根据权利要求1-7任一项所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，还包括安装在主体模块壳体底面的机械接口，用于将主体模块可拆卸连接在其他设备上。
10.一种激光雷达三维建图设备的控制方法，利用权利要求1-9任一项所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，包括可拆卸连接的扫描模块和主体模块；
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述激光雷达旋转轴的中心轴线与伺服电机转动轴的中心轴线之间的夹角为90°。
3.根据权利要求2所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述扫描模块安装在主体模块上时，伺服电机转动轴的中心轴线与竖直方向之间的夹角为15°。
4.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述数据处理模块采用jetson orin nx。
5.根据权利要求1所述的一种激光雷达三维建图设备，其特征在于，所述驱动和逻辑控制模块包括充电电池bat1，电源接口p1，采样电阻rs1，连接采样电阻rs1两端的高边采样电流放大器u1，线性降压电路u3，二极管d1，开关降压电路u6，线性降压电路u5，二极管d2，采样电阻rs2，连接采样电阻rs2两端的高边采样电流放大器u2，mos管q1及其体二极管，三极管q2，电阻r1-电阻r4，以及单片机微控制器u4；
...【专利技术属性】
技术研发人员：粟玉雄，陈宇，
申请(专利权)人：千巡科技深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。