一种小型无人机机载三维激光测量装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于仪器科学与技术的领域，涉及到一种基于多传感器集成的空间三维激光快速扫描测量系统。
【背景技术】
[0002]目前市场上存在的进口机载激光雷达系统，大多是有机组合的一整套系统，包括激光扫描仪、数码相机、惯性陀螺仪、控制终端、GPS、电源等设计，体积较大，重量都在几十公斤以上。这种机载激光雷达系统只能使用引擎小型飞机、有人直升机或其他小型飞机等，使用这些飞机来搭载激光雷达进行各种勘测，昂贵价格和飞行成本高，且飞行受航空管制，机场、天气的影响非常大。
[0003]在这种情况下，超低空飞行器的搭载的小型激光雷达系统，具有潜在优势和巨大的市场，低空飞行器以其轻便，低成本、易于运作等特征，被广泛应用，在未来开放低空领空域的憧憬下，低空飞行平台民用领域的未来发展，具有广阔的空间，将低空飞行器与小型激光雷达技术有机的结合，可以最大限度的将这种先进的技术应用到各行各业，尤其是大型基础建设彳丁业，如电力线路设计、公路设计、铁路线路设计、以及石油管道设计等，尚效、尚精度的完成，各种工程设计和建设，为国民经济发展发挥重要作用。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种小型无人机机载三维激光测量装置，以解决【背景技术】所提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0006]一种小型无人机机载三维激光测量装置，包括装置本体、固定装置、蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块、惯性导航装置、高清相机及扫描仪，所述固定装置分别与装置本体及小型无人机连接，所述蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块及惯性导航装置均安装在装置本体的内部，所述高清相机及扫描仪设置在装置本体的底部，所述装置本体的两侧设置GPS天线。
[0007]作为本实用新型进一步的方案，所述高性能板卡计算机用于向控制模块设置命令、接收激光扫描仪采集的数据和接收高清相机采集的影像数据；所述集成控制模块用于控制各个传感器的动作以及发送GPS精确时间；所述GPS模块用于采集测量系统的位置数据，并同步系统时间；所述惯性导航装置用于采集测量系统的姿态、加速度数据；所述高清相机用于移动测量过程中同步采集、处理、拼接载体周边影像；所述扫描仪用于测量移动过程中激光发射方位的距离、角度和反射强度信息，获取空间点云数据。
[0008]作为本实用新型进一步的方案，所述高性能板卡计算机设置可用于用户通过有线网络远程查看、操控测量系统以及访问保存在存储介质中的采集数据的相关接口。
[0009]与现有技术相比，本实用新型的优点:
[0010]I) 一体化，所有传感器高度紧凑集成在一起，实现真正意义上的一体化；
[0011]2)免标定，各传感器之间精密、稳定装配成一个整体，不需要频繁标定，更换载体时亦不需要标定，与载体无关；
[0012]3)高精度，各传感器精度高，且刚性、紧密连接在一起，相对位置稳定，另外本无人机机载三维激光测量装置飞行高度约为20?100米，精度范围通常在3?10cm，符合I: 500的测图要求；
[0013]4)高智能，点云与全景影像无缝融合，操控方便；
[0014]5)易安装，不需要任何工具即可轻松将该装置安装在无人机上。
【附图说明】
[0015]图1为本实用新型结构示意图；
[0016]图2为本实用新型与小型飞机连接示意图；
[0017]图3为本实用新型的工作原理图；
[0018]图中:1、装置本体，2、固定装置，3、蓄电池，4、高性能板卡计算机，5、集成控制模块，6、GPS模块，7、惯性导航装置，8、高清相机，9、扫描仪，10、GPS天线，11、小型无人机。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步阐述。
[0020]如图1-3所示，一种小型无人机机载三维激光测量装置，包括装置本体1、固定装置2、蓄电池3、高性能板卡计算机4、集成控制模块5、GPS模块6、惯性导航装置7、高清相机8及扫描仪9，所述固定装置2分别与装置本体I及小型无人机11连接，并可快速安装和拆卸；所述蓄电池3、高性能板卡计算机4、集成控制模块5、GPS模块6及惯性导航装置7均安装在装置本体I的内部，所述高清相机8及扫描仪9设置在装置本体I的底部，各传感器集中、紧凑装配于该主体结构上，刚性连接在一起，减少因传感器过于分散、相对距离过大、刚性不足等因素引起的变形误差，从而确保测量精度，所述装置本体I的两侧设置GPS天线10。高性能板卡计算机4提供的相关接口可用于用户通过有线网络远程查看、操控测量系统以及访问保存在存储介质中的采集数据。
[0021]所述高性能板卡计算机4用于向控制模块设置命令、接收激光扫描仪采集的数据和接收高清相机采集的影像数据；所述集成控制模块5用于控制各个传感器的动作以及发送GPS精确时间；所述GPS模块6用于采集测量系统的位置数据，并同步系统时间；所述惯性导航装置7用于采集测量系统的姿态、加速度数据；所述高清相机8用于移动测量过程中同步采集、处理、拼接载体周边影像；所述扫描仪9用于测量移动过程中激光发射方位的距离、角度和反射强度信息，获取空间点云数据。
[0022]如图3所示，该装置采用多传感器融合技术与智能图像分析技术，在载体及系统移动过程中，快速获取高精度定位定姿数据、高密度三维点云和高清连续全景影像数据，通过系统配备的数据加工处理、海量数据管理和应用服务软件，为用户提供快速、机动、灵活的一体化三维移动测量完整解决方案。各传感器采用如下方法进行时间同步控制:卫星定位模块解算出的GPS时间直接输入集成控制模块中，激光扫描仪通过输入集成控制模块中即可获取GPS同步时间。高性能板卡计算机向高清相机发出同步控制信号，亦可获取全景相机的GPS同步时间。
[0023]通过小型无人机机载平台，该装置可快速完成三维地理数据制作、实景数据制作、矢量地图数据建库，主要用于基础地理数据的快速获取和处理，为制作正射影像、地面模型或基于影像的区域测绘提供最简捷、最可靠、最直观的应用数据。
[0024]以上实施例仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.一种小型无人机机载三维激光测量装置，包括装置本体、固定装置、蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块、惯性导航装置、高清相机及扫描仪，其特征在于，所述固定装置分别与装置本体及小型无人机连接，所述蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块及惯性导航装置均安装在装置本体的内部，所述高清相机及扫描仪设置在装置本体的底部，所述装置本体的两侧设置GPS天线。
2.如权利要求1所述的一种小型无人机机载三维激光测量装置，其特征在于，所述高性能板卡计算机用于向控制模块设置命令、接收激光扫描仪采集的数据和接收高清相机采集的影像数据；所述集成控制模块用于控制各个传感器的动作以及发送GPS精确时间；所述GPS模块用于采集测量系统的位置数据，并同步系统时间；所述惯性导航装置用于采集测量系统的姿态、加速度数据；所述高清相机用于移动测量过程中同步采集、处理、拼接载体周边影像；所述扫描仪用于测量移动过程中激光发射方位的距离、角度和反射强度信息，获取空间点云数据。
3.如权利要求1所述的一种小型无人机机载三维激光测量装置，其特征在于，所述高性能板卡计算机设置可用于用户通过有线网络远程查看、操控测量系统以及访问保存在存储介质中的采集数据的相关接口。
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型无人机机载三维激光测量装置，包括装置本体、固定装置、蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块、惯性导航装置、高清相机及扫描仪，所述固定装置分别与装置本体及小型无人机的连接，所述蓄电池、高性能板卡计算机、集成控制模块、GPS模块及惯性导航装置均安装在装置本体的内部，所述高清相机及扫描仪设置在装置本体的底部，所述装置本体的两侧设置GPS天线。该小型无人机机载三维激光测量装置，真正的一体化，各传感器之间精密、稳定装配成一个整体，不需要频繁标定，测量数据精度高，高智能，点云与全景影像无缝融合，操控方便，易安装。
【IPC分类】G01C23-00, G01C11-00
【公开号】CN204575069
【申请号】CN201520220260
【发明人】李毕前
【申请人】武汉海达数云技术有限公司
【公开日】2015年8月19日
【申请日】2015年4月14日