模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置的制作方法

1.本实用新型涉及三维测绘技术领域，尤其涉及一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置。


背景技术：

2.三维激光扫描仪是一种较为新型的测绘技术，采用非接触式高速激光测量方式，利用向被测对象发射激光束和接收由被测物发射回的激光信号获取被测对象的海量空间坐标信息，实现从传统单点测绘到三维扫描测绘的巨大跨越，为人们在空间信息的获取方面提供了全新的技术手段。
3.三维激光扫描在不同的场景之间需要转站拼接，目前三维激光扫描有两种拼接方式，一是采用标靶拼接，即不同的测站必须同时采集相同的三个标靶进行数据拼接；二是重合率拼接，即数据处理中通过相邻两测站间重叠的公共区域数据进行拼接。不管采用哪种拼接方式，现场的测站数越少，数据成果精度越高。
4.通过在大量的现场数据采集工作，尤其在一些空间相对较小且复杂的建筑环境中，发现如下问题：
5.1)在确定测站架站位置后，只有通过目测预估来确定自己该测站的扫描范围，当进行下一测站搬站后，也同样只能目测预估相邻两站的重合区域，因此在一个场景中可能由于测站的布置设计问题，导致本可以较少测站就能扫全的目标范围，结果架设了很多测站，导致工作效率低下的同时又影响了成果精度；
6.2)在后续软件处理拼接过程中，需要人工寻找相邻测站的公共区域，来进行平面数据的对齐，由于现场扫描测站数较多，同时环境条件受限导致公共区域较少，使得技术人员在拼接过程中效率低下且发生错误判断。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置，一方面可以便于合理设计布置测站的方案，提高工作效率，避免了测站过多导致的拼接误差增大；另一方面通过记录保存相邻测站的重合区域影像，在后续处理拼接过程中可以导出进行参考，进而提高技术人员软件后处理的效率及准确性。
8.为了达到上述目的，本实用新型提供了一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置，包括位于不同测站的第一辅助部分及第二辅助部分，所述第一辅助部分可拆卸的安装在三维激光扫描仪上，所述第一辅助部分包括第一激光束发射器，所述第二辅助部分包括可移动的支撑架及设置在所述支撑架上的第二激光束发射器和显示屏，所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器均能够向四周发射测试激光以进行扫描，所述显示屏与所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器通信连接以用于显示两个所述测站的扫描范围的重合区域。
9.可选的，所述显示屏与所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器为无线通
信连接。
10.可选的，所述显示屏与所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器通过线缆通信连接。
11.可选的，所述支撑架内具有用于收纳所述线缆的腔体，且所述腔体上开设有一收纳孔。
12.可选的，所述第一辅助部分还包括安装架，所述第一激光束发射器设置在所述安装架上，所述安装架的底部开设有用于与所述三维激光扫描仪连接的安装孔。
13.可选的，所述支撑架包括支撑杆及设置在所述支撑杆上的托盘，所述第二激光束发射器及所述显示屏均安装在所述托盘上。
14.可选的，所述第二激光束发射器通过一伸缩杆安装在所述托盘上，所述伸缩杆能够沿竖向进行伸缩。
15.可选的，所述托盘上设置有调平机构，所述调平机构包括水准气泡及三个整平旋钮，通过分别旋转三个所述整平旋钮并观察所述水准气泡内的气泡是否居中以对所述托盘进行调平。
16.可选的，所述支撑杆的底端设置有带有刹车的车轮。
17.可选的，所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器均为球状结构，且所述球状结构上沿周向开设有环形激光口，所述第一激光束发射器及所述第二激光束发射器通过所述环形激光口向四周发出所述测试激光。
18.在本实用新型提供了一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置中，至少具有以下有益效果之一：
19.1)通过将所述第一辅助部分及所述第二辅助部分置于不同测站同时扫描，能够模拟出两个所述测站的扫描重合区域，以便于合理设计布置测站的方案，从而以最少的测站数来扫全既定的作业目标，在提高工作效率的同时避免了测站过多导致的拼接误差增大；
20.2)通过记录保存相邻测站的重合区域影像，在后续处理拼接过程中可以导出进行参考，进而提高技术人员软件后处理的效率及准确性；
21.3)所述第一辅助部分可拆卸的安装在三维激光扫描仪上，测站位置确认之后，不需要额外搬运所述三维激光扫描仪，有效提高测绘效率，同时也不需要额外设计固定所述第一辅助部分的装置，简化了所述第一辅助部分的结构。
附图说明
22.本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本实用新型，而不对本实用新型的范围构成任何限定。其中：
23.图1为本实用新型实施例提供的模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置的结构示意图；
24.图2为本实用新型实施例提供的第一辅助部分的扫描范围示意图；
25.图3为本实用新型实施例提供的第二辅助部分的扫描范围示意图；
26.图4为本实用新型实施例提供的第一辅助部分和第二辅助部分的扫描范围的重合区域的示意图。
27.附图中：
28.10-第一激光束发射器；11-安装架；20-第二激光束发射器；21-支撑架；21a-支撑杆；21b-托盘；22-显示屏；23-伸缩杆；24-水准气泡；25-整平旋钮；26-收纳孔；27-车轮；28-键盘区；30-环形激光口；40-线缆；50-测站；60-扫描范围；70-重合区域。
具体实施方式
29.为使本实用新型的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。
30.如在本实用新型中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。如在本实用新型中所使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，除非内容另外明确指出外。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征。
31.图1为本实用新型实施例提供的模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置的结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的第一辅助部分的扫描范围示意图；图3为本实用新型实施例提供的第二辅助部分的扫描范围示意图；图4为本实用新型实施例提供的第一辅助部分和第二辅助部分的扫描范围的重合区域的示意图。在图2中，黑点表示第一辅助部分所处测站50的位置，填充有斜线的部分表示第一辅助部分在该测站50的扫描范围60；在图3中，黑点表示第二辅助部分所处测站50的位置，填充有斜线的部分表示第二辅助部分在该测站50的扫描范围60；在图3中，两个黑点分别表示第一辅助部分及第二辅助部分所处测站50的位置，填充有斜线的部分表示第一辅助部分和第二辅助部分的扫描范围60的重合区域70。
32.请参照图1-图4，本实施例提供了一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置，包括位于不同测站50的第一辅助部分及第二辅助部分，所述第一辅助部分可拆卸的安装在三维激光扫描仪上，所述第一辅助部分包括第一激光束发射器10，所述第二辅助部分包括可移动的支撑架21及设置在所述支撑架21上的第二激光束发射器20和显示屏22，所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20均能够向四周发射测试激光以进行扫描，所述显示屏22与所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20通信连接以用于显示两个所述测站50的扫描范围60的重合区域70。
33.将所述第一辅助部分及所述第二辅助部分置于不同测站50同时扫描，能够模拟出两个所述测站50的扫描重合区域70，以便于合理设计布置测站50的方案，从而以最少的测站50数来扫全既定的作业目标，在提高工作效率的同时避免了测站50过多导致的拼接误差增大。此外，通过记录保存相邻测站50的重合区域70的影像，在后续处理拼接过程中可以导出进行参考，进而提高技术人员软件后处理的效率及准确性。
34.应当理解的是，当所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20置于不同
测站50同时工作时，所述显示屏22能够显示出两个所述测站50扫描范围60的重合区域70，当只有第一激光束发射器10或所述第二激光束发射器20工作时，则所述显示屏22可只显示单个站点的扫描范围60。
35.具体的，所述第一辅助部分可拆卸的安装在三维激光扫描仪上，如此设计的好处在于，常规的三维激光扫描仪是可移动的，通过移动所述三维激光扫描仪即可调整所述第一辅助部分的位置，而所述第二辅助部分也是可移动的，只要所述第一辅助部分与所述第二辅助部分的位置确定好之后，即相邻两个测站50的位置确定好之后，即可直接启动所述三维激光扫描仪进行扫描，不需要额外搬运所述三维激光扫描仪，有效提高测绘效率，同时也不需要额外设计固定所述第一辅助部分的装置，简化所述第一辅助部分的结构。
36.本实施例中，所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20均为球状结构，且所述球状结构上沿周向开设有环形激光口30，所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20通过所述环形激光口30向四周发出所述测试激光。所述显示屏22与所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20通信连接以用于显示两个所述测站50的扫描范围60的重合区域70。
37.作为本实施例中一个较佳的示例，所述显示屏22与所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20为无线通信连接。例如，所述显示屏22与所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20可通过现有技术中常规的wifi模块或蓝牙模块等无线通信模块的方式进行连接，本技术对此不作限制。
38.作为本实施例中又一个较佳的示例，所述显示屏22与所述第一激光束发射器10及所述第二激光束发射器20通过线缆40通信连接。
39.较佳的，由于所述第一辅助部分及所述第二辅助部分需要布置在不同的站点，且间距不固定，故所述线缆40应当设计为可收卷及释放的形式，以防止线缆40过长在地面上拖行受损。本实施例中，所述支撑架21内具有用于收纳所述线缆40的腔体，且所述腔体上开设有一收纳孔26。可通过手动的方式将所述线缆40收纳至所述支撑架21的腔体内。当然，也可以采用电控的方式，例如，在所述腔体内设置电机及卷筒，在所述支撑架21的外壁上设置收纳按钮和释放按钮，当按下所述收纳按钮时，驱使所述电机转动并带动所述卷筒顺时针(逆时针)转动，以将所述线缆40收卷至所述卷筒上，当按下所述释放按钮时，驱使所述电机转动并带动所述卷筒逆时针(顺时针)转动，以将所述线缆40从所述卷筒内释放出来。
40.请继续参照图1，所述第一辅助部分还包括安装架11，所述第一激光束发射器10设置在所述安装架11上，所述安装架11的底部开设有用于与所述三维激光扫描仪连接的安装孔。本实施例中，所述安装架11大体呈h形，所述安装架11可采用塑料或金属(例如铝合金)进行制作，所述安装架11上还设置有用于给所述第一激光束发射器10充电的充电口以及控制所述第一激光束发射器10运行的开关按钮。
41.请继续参照图1，所述第二辅助部分包括可移动的支撑架21及设置在所述支撑架21上的第二激光束发射器20和显示屏22，所述支撑架21包括支撑杆21a及设置在所述支撑杆21a上的托盘21b，所述第二激光束发射器20及所述显示屏22均安装在所述托盘21b上。
42.较佳的，所述第二激光束发射器20通过一伸缩杆23安装在所述托盘21b上，所述伸缩杆23能够沿竖向进行伸缩。通过所述伸缩杆23能够调节所述第二激光束发射器20的高度，进而调节所述第二激光束发射器20的扫描范围60。
43.较佳的，所述托盘21b上设置有调平机构，所述调平机构包括水准气泡24及三个整平旋钮25，通过分别旋转三个所述整平旋钮25并观察所述水准气泡24内的气泡是否居中以对所述托盘21b进行调平。所述调平机构的工作原理类似于全站仪的调平，本技术对此不再赘述。
44.较佳的，所述支撑杆21a的底端设置有带有刹车的车轮27。通过设置车轮27以便于移动所述第二辅助部分。
45.本实施例中，所述托盘21b上还设置有键盘区28，所述键盘区28位于显示屏22的旁边，可同于对测站50进行编号等操作。此外，所述托盘21b上还设置有用于给所述第二激光束发射器20充电的充电口、控制所述第二激光束发射器20运行的开关按钮以及用于传输数据的usb接口。
46.本实施例提供的模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置的使用方式如下：
47.s1、将三维激光扫描仪上部的手柄拆下，将第一辅助部分通过底部的四个安装孔与所述三维激光扫描仪上部设置的手柄孔相连；
48.s2、确定三维激光扫描仪本站的扫描范围60，启动所述第一激光束发射器10以向四周发出测试激光，随后本站扫描结果会显示到显示屏22上，请参照图2所示；
49.s3、将所述第二辅助部分移动到预计要布置的下一个测站50点，确定架站点后将支撑杆21a的底部车轮27锁住，通过托盘21b上的整平旋钮25将装置调平，启动所述第二激光束发射器20以向四周发出测试激光，此时显示屏22会显示相邻两个测站50的扫描范围60的重合区域70，请参照图4所示，此时可以在键盘区28进行测站50编号的定义并按下保存按钮，如对站点不满意时可以继续移动所述第二辅助部分；此时如关闭所述第一激光束发射器10，所述显示屏22仅显示所述第二激光束发射器20所在站点的扫描范围60，请参照图3所示。
50.综上，本实用新型实施例提供了一种模拟三维激光扫描测站扫描范围的辅助装置，通过将所述第一辅助部分及所述第二辅助部分置于不同测站同时扫描，能够模拟出两个所述测站的扫描重合区域，以便于合理设计布置测站的方案，从而以最少的测站数来扫全既定的作业目标，在提高工作效率的同时避免了测站过多导致的拼接误差增大。此外，通过记录保存相邻测站的重合区域影像，在后续处理拼接过程中可以导出进行参考，进而提高技术人员软件后处理的效率及准确性。
51.上述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不对本实用新型起到任何限制作用。任何所属技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的技术方案的范围内，对本实用新型揭露的技术方案和技术内容做任何形式的等同替换或修改等变动，均属未脱离本实用新型的技术方案的内容，仍属于本实用新型的保护范围之内。