一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置的制作方法

本发明涉及激光雷达载具结构领域，尤其涉及一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置。

背景技术：

机械式激光雷达通过不断的旋转发射头，将速度更快、发射更准的激光从“线”变成“面”，并在竖直方向上排布多竖激光，形成多个面，达到动态扫描并动态接收信息的目的，常见线束有单线、16线、32线、64线、128线。

在激光雷达的使用过程中，采用将激光雷达与载体固定安装，当载体移动时，通过其他传感器的位姿反馈，获得当前位姿下周围空间信息，最后将许多位姿下的空间信息转换至同一坐标系统下，即可得到周围空间的实景点云信息。通过以上方式获取的点云信息的方法，常用作1:500精度的地图建模、林业普查、电力巡线等。但当需要做更高精度的实景建模时，采用以上方法就会有不足之处：采集周围空间信息的点密度低，周围空间信息获取不全，导致无法完成面向更高精度的实景建模。

技术实现要素：

本发明提供的一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置，主要解决的技术问题是：如何提高激光雷达对周围空间点云信息的采集密度，从而实现更高精度的实景建模。

为解决上述技术问题，本发明提供一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置，包括伺服电机、固定所述伺服电机的壳体，所述壳体前端可固定导电滑环固定端与导电滑环旋转端，导电滑环固定端与导电滑环旋转端配合用于激光雷达的数据与能量传输，导电滑环旋转端外置有旋转座，所述旋转座可安置用于固定激光雷达的固定板。

进一步的，所述固定板设有连接凸台和第一连接孔，所述连接凸台可嵌入所述旋转座的连接腔中，并通过第一连接孔与所述连接腔内的第二连接孔配合实现固定连接。

进一步的，所述旋转座还内设有槽口以及外设有安装孔，所述旋转座槽口与导电滑环旋转端的外槽口配合，保证伺服电机、导电滑环旋转端、旋转座的同步旋转，并使用螺栓通过所述旋转座的安装孔与所述伺服电机旋转轴螺丝孔配合，完成导电滑环旋转端、旋转座的轴向固定。

进一步的，所述导电滑环旋转端与固定端通过轴承支撑配合；所述旋转端内部设有贵金属触点以及内槽口，外部设有外槽口；所述内槽口与伺服电机的旋转轴槽口配合，保证伺服电机与导电滑环旋转端同步旋转，同时旋转端设有线缆与激光雷达信号线缆与能量线缆对接，可保证激光雷达绕壳体旋转时不受线缆约束；所述导电滑环固定端设有贵金属圆环以及固定本体，所述固定本体可插入所述导电滑环旋转端内部，使得所述贵金属圆环与所述贵金属触点相接触，可将激光雷达的信息与能量传输至导电滑环固定端。

进一步的，所述导电滑环旋转端圆柱外侧设有旋转密封，所述旋转密封的端面与所述壳体密封端面重合。

进一步的，所述壳体后端设有后端密封部以及后端盖，通过螺栓与壳体连接，保证防水防尘等级在ip54-ip67。

进一步的，所述壳体内部具有安装伺服电机的安装孔以及定位孔，下端设有与卡板连接的快速连接接口，壳体前端设有导电滑环固定端的安装孔以及定位孔。

进一步的，所述壳体下端设有快速拆卸的卡板，用于在不同载具进行不同角度的连接。

进一步的，所述卡板上设有5个安装螺丝孔，可用于不同平台的搭载，同时卡板配有不同的角度，以便根据不同场景进行调节。

进一步的，所述壳体下端的快速连接接口处设有移动滑块与手拧螺丝孔，所述快速连接接口以及移动滑块设有凸台，通过手拧螺丝孔与所述凸台实现移动滑块与卡板紧密配合。

本发明的有益效果是：

根据本发明提供的一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置，包括伺服电机、固定伺服电机的壳体，壳体前端可固定导电滑环固定端与导电滑环旋转端，导电滑环固定端与导电滑环旋转端配合用于激光雷达的数据与能量传输，导电滑环旋转端外置有旋转座，旋转座可安置用于固定激光雷达的固定板。使得伺服电机、导电滑环旋转端、旋转座、固定板的同步旋转，从而带动激光雷达同步旋转，采用本方案可将原有激光雷达点云信息采集方式从“线”到“面”，变成了从“线”到“面”再到“体”，可获得更加全面立体的稠密空间点云信息。

附图说明

图1为本发明实施例的承载装置整体结构示意图；

图2为本发明实施例的固定板结构示意图；

图3为本发明实施例的旋转座结构示意图；

图4为本发明实施例的导电滑环旋转端结构示意图；

图5为本发明实施例的伺服电机结构示意图；

图6为本发明实施例的导电滑环固定端结构示意图；

图7为本发明实施例的壳体结构示意图；

图8为本发明实施例的旋转密封结构示意图；

图9为本发明实施例的壳体后端密封部结构示意图；

图10为本发明实施例的壳体后端盖结构示意图；

图11为本发明实施例的卡板结构示意图；

图12为本发明实施例的移动滑块结构示意图；

图13为本发明实施例的移动滑块与壳体的装配示意图；

图14为本发明实施例的卡板、移动滑块与壳体的装配示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

请参见图1，本实施例提供一种基于机械激光雷达获取稠密点云的装置，包括伺服电机1、固定伺服电机1的壳体2，壳体2前端可固定导电滑环固定端3与导电滑环旋转端4，导电滑环固定端3与导电滑环旋转端4配合用于激光雷达5的数据与能量传输，导电滑环旋转端4外置有旋转座6，旋转座6可安置用于固定激光雷达5的固定板7。在现有激光雷达基础之上，再外置一个旋转，即激光雷达与载体之间加一个旋转装置，使得激光雷达绕自身的某一个轴旋转，从而可获得更加全面立体的稠密空间点云信息，该旋转可绕顺时针或者逆时针某一方向持续旋转，也可使用顺时针和逆时针往复旋转的方式。

固定板7包括上下两块，激光雷达5可固定于上下两块固定板7之间。

请参见图2-3，其中图2为固定板结构示意图，图3为旋转座结构示意图，固定板7设有连接凸台8和第一连接孔9，连接凸台8可嵌入旋转座6的连接腔10中，并通过第一连接孔9与连接腔10内的第二连接孔11配合可通过螺栓连接实现固定连接。

继续参见图3，旋转座6还内设有槽口12以及外设有安装孔13，旋转座槽口12与导电滑环旋转端4的外槽口14配合，保证伺服电机、导电滑环旋转端、旋转座的同步旋转，并使用螺栓通过所述旋转座的安装孔与所述伺服电机旋转轴螺丝孔配合，完成导电滑环旋转端、旋转座的轴向固定。

请参见图4，图4为导电滑环旋转端结构示意图，导电滑环旋转端4内部设有贵金属触点15以及内槽口16，外部设有外槽口14，所述外槽口14与旋转座槽口通过键配合连接；内槽口16与伺服电机1的旋转轴槽口配合，保证伺服电机1与导电滑环旋转端4同步旋转，同时带动旋转座6旋转。

请参见图5，图5为伺服电机结构示意图，包括电机本体、旋转轴，旋转轴末端设有垂直贯穿旋转轴的键槽，以及与旋转轴水平向内开设的轴螺丝孔，旋转轴末端键槽与导电滑环旋转端4的内槽口16通过键过渡配合。

请参见图6，图6为导电滑环固定端结构示意图，导电滑环固定端3设有贵金属圆环17以及固定本体18，固定本体18可插入导电滑环旋转端4内部，使得贵金属圆环17与贵金属触点15相接触，用于激光雷达的信息与能量传输。

导电滑环旋转端4圆柱外侧设有旋转密封19，旋转密封19的端面与壳体2的密封端面20重合，请参见图7-8，图7为壳体结构示意图，图8为旋转密封结构示意图。

请参见图9-10，壳体2后端设有后端密封部21以及后端盖22，通过螺栓与壳体2连接，可保证防水防尘等级在ip54-ip67。

继续参见图7，壳体2内部具有安装伺服电机1的安装孔23以及定位孔24，下端设有与卡板25连接的快速连接接口26，壳体2前端设有导电滑环固定端3的安装孔27以及定位孔28。壳体下端配有快速可拆卸板卡接口，可实现板卡的快速装拆。

请参见图11，图11为卡板结构示意图，壳体2下端设有快速拆卸的卡板25，用于在不同载具进行不同角度的连接。卡板25上设有5个安装螺丝孔，可用于不同平台的搭载，同时卡板配有不同的角度，以便根据不同场景进行调节，以适应不同场景下不同角度的安装调试。板卡上的5个螺丝孔可用于手持、机载、车载的装拆。

壳体2下端的快速连接接口26处设有移动滑块29与手拧螺丝孔30，请参见图12，图12为移动滑块结构示意图，快速连接接口26以及移动滑块29设有凸台31，装配时，两凸台处于同一平面，如图13所示，为移动滑块29与壳体2的装配示意图。待移动滑块29与壳体2装配完成之后，再将卡板25与壳体2的快速连接口26进行手动定位，如图14所示。最后通过手拧螺丝孔30与凸台31实现移动滑块29与卡板25紧密配合。

随着人们对数字化3d需求的更高精度的需求，本发明方法可广泛应用于室内外3d建模、机器人slam、智慧城市3d建设、林业普查、电力巡线等领域，可实现周围场景的稠密点云信息的获取。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。