本实用新型涉及激光雷达领域，具体来说，涉及一种激光雷达设备。
背景技术：
随着自动化技术和LIDAR(Light Detection And Ranging，激光探测与测量)技术的发展，机载激光雷达测量系统在国内正快速发展，由于其快速性、非接触性以及穿透性，广泛应用于数字电网、城市三维建模、数字水利、林业等各领域。
目前市场上存在的激光雷达系统体积较大，轻则几十公斤，重则上百公斤，这种机载激光雷达系统需要搭载中型或大型飞机，如运五飞机，有人直升机或其他小型飞机，使用这些飞机来搭载激光雷达进行各种勘测，昂贵价格，飞行成本高，且飞行受航空管制，机场、天气的影响非常大。
近几年，低空无人机飞行器的发展越来越成熟，应用也越来越广泛。低空无人机飞行器具有轻便、低成本、易于运作等特点，但其对载荷的体积和重量有比较严苛的要求。因此，如何提供一种体积较小，重量较轻的激光雷达系统，使其能够搭载在低空无人机飞行器上进行激光测量任务，成为本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型提供了一种轻小型的激光雷达设备，使其能够搭载在低空无人机飞行器上进行测量任务，降低激光测量的成本，提升激光测量的可操作性。
一种激光雷达设备，包括激光扫描仪、定位定姿系统、包括存储单元的 CPU，图像采集设备、安装平台和外壳；
其中，所述安装平台与所述CPU和所述定姿定位系统集成为一体；所述 CPU分别与所述定姿定位系统、所述图像采集设备和所述激光扫描仪电连接；
所述外壳为航空铝外壳或POM外壳，所述激光扫描仪、定位定姿系统、 CPU、图像采集设备和安装平台密封在所述航空铝外壳或所述POM外壳内部。
可选的，所述定姿定位系统包括惯性陀螺仪和GPS。
可选的，所述激光雷达设备还包括外部接口。
可选的，所述外部接口包括开关、电源，扩展网口、GPS天线和/或指示灯。
可选的，所述图像采集设备为数码相机或摄像机。
可选的，所述激光扫描仪和所述图像采集设备通过安装夹具安装在所述安装平台上。
本实用新型实施例公开了一种激光雷达设备，该激光雷达设备包括激光扫描仪、定位定姿系统、包括存储单元的CPU，图像采集设备、安装平台和外壳，其中，所述安装平台与所述CPU和所述定姿定位系统集成为一体，所述CPU分别与所述定姿定位系统、所述图像采集设备和所述激光扫描仪电连接，所述外壳为航空铝外壳或POM外壳。由于所述激光雷达设备中，将CPU 和定姿定位系统集成于一体，不仅体积小，而且去除了多余的包装部件，减少了系统重量；此外，采用航空铝或POM材质的外壳，进一步减轻了激光雷达设备的重量。所述激光雷达系统可搭载在低空无人机飞行器上进行测量任务，从而降低了激光测量的成本，提了升激光测量的可操作性。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的结构示意图；
图2A为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的第一剖面示意图；
图2B为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的第二剖面示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
图1为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的结构示意图，如图1所示，所述激光雷达设备10可以包括：激光扫描仪101、定位定姿系统102、包括存储单元的CPU103，图像采集设备104、安装平台105和外壳106。
其中，所述安装平台105与所述CPU103和所述定姿定位系统102集成为一体，所述CPU103分别与所述定姿定位系统102、所述图像采集设备104和所述激光扫描仪101电连接。
本实用新型实施例中，将所述安装平台105与所述CPU103和所述定姿定位系统102集成为一体，去除了许多不必要的包装部件，如常规的定姿定位系统的外壳部件。本实施例中，只取定定姿定位系统的核心部件。这样，不仅减小了所述激光雷达设备10的体积，还减少了所述激光雷达设备10的重量。所述定姿定位系统102可以包括惯性陀螺仪和GPS。
所述外壳106为航空铝外壳或POM(聚甲醛树脂)外壳。所述航空铝和 POM材料具有强度高和重量轻的特点，从而进一步减轻了激光雷达设备的整体重量，为其搭载在低空无人机飞行器上提供有利条件。
所述激光扫描仪101、定位定姿系统102、CPU103、图像采集设备104 和安装平台105密封在所述航空铝外壳或所述POM外壳内部。
所述图像采集设备104可以但不限制为包括相机或摄像机。
所述激光扫描仪101和所述图像采集设备104可以通过安装夹具安装在所述安装平台上。
在一个具体的实现方式中，激光扫描仪通过高速激光扫描测量的方法，利用激光测距的原理，记录被测物体表面大量密度点的三维坐标、反射率和纹理等信息，由此快速复建出被测目标的三维模型及线、面、体等各种图像数据。定姿定位系统获取设备在每一瞬间的空间位置与姿态以及为整个系统提供精确的时间基准，激光雷达设备利用定姿定位系统提供的精确时间基准，并通过定姿定位系统与激光扫描仪、相机/摄像机、CPU之间的通讯连接，保证数据采集操作的时间一致性，实现在统一的时间基准下展示、融合、分析点云数据、影像数据和空间位置姿态数据，保证激光雷达设备的数据精度。相机/摄像机用于获取对应地面的彩色数码影像或视频，与激光点云数据结合以提供更为丰富的空间信息。所述CPU用来实现激光雷达扫描仪、定姿定位系统、相机/摄像机的数据采集及存储等功能。
激光雷达设备开始工作时，通过外部控制信号对CPU下达采集命令，CPU 接收到采集命令后进一步将采集命令发送给定姿定位系统、激光扫描仪和相机/摄像机。定姿定位系统接收CPU下达的采集命令进行数据采集，并将采集的数据回传给CPU保存。同时，POS系统将精确的时间信号发送给激光雷达扫描仪，让激光扫描仪获取精确的时间。激光扫描仪接收CPU的采集命令进行数据采集，并将采集的点云数据回传给计算机保存。相机接收到拍照命令后拍照并将拍照信号发送给定姿定位系统以获得时间标记。
本实施例中，所述激光雷达设备中，将CPU和定姿定位系统集成于一体，不仅体积小，而且去除了多余的包装部件，减少了系统重量；此外，采用航空铝或POM材质的外壳，进一步减轻了激光雷达设备的重量。所述激光雷达系统可搭载在低空无人机飞行器上进行测量任务，从而降低了激光测量的成本，提了升激光测量的可操作性。
在其他的实施例中，激光来打设备还可以包括外部接口。所述外部接口可以但不限制为包括开关、电源，扩展网口、GPS天线和指示灯中的任意一种或几种的组合。所述外部接口的设置可以根据实际应用场景的需求来确定设计。
为了便于更好的理解本实用新型实施例公开的激光雷达设备，图2A和图 2B示出了激光雷达设备的实际剖面示意图。图2A为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的第一剖面示意图，图2B为本实用新型实施例公开的激光雷达设备的第二剖面示意图。
其中，各个标号代表的部件为：1、激光扫描仪；2、固定法兰；3、POS； 4、激光扫描仪支架；5、电路板支架；6、GPS板；7、对外接口；8、壳体；9、运动相机；10、相机调节阀；11、主控板；12、转接板。
在图2A和图2B示出的激光雷达设备的剖面图中，包括了一些常用的用于连接、安装和调节位置的部件，如法兰、支架、调节阀等。这些部件对于本实用新型的核心技术效果并没有直接的影响。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。