CN215728849U - 一种点云三维成像仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种点云三维成像仪，其包括壳体，安装在壳体上的激光雷达、正向摄像头和倾斜摄像头，及安装在壳体内的控制模块、转动模块、角度测量模块和定位模块；控制模块与激光雷达、正向摄像头、倾斜摄像头、转动模块、角度测量模块和定位模块均相连；转动模块还与倾斜摄像头和激光雷达分别相连，用于调整倾斜摄像头的角度和和激光雷达的角度；激光雷达用于采集空间三维扫描数据并传送至控制模块；正向摄像头和倾斜摄像头用于分别采集对应空间图像并均传送至控制模块；角度测量模块用于检测空间姿态数据并传送至控制模块；定位模块用于记录位置信息并传送至控制模块；控制模块用于输出点云三维模型。

Description

一种点云三维成像仪

技术领域

本实用新型属于成像设备领域，尤其涉及一种点云三维成像仪。

背景技术

本部分的陈述仅仅是提供了与本实用新型相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

基于激光三维成像技术和倾斜摄影技术已在测绘领域得到了日益广泛应用。其中，激光三维成像技术利用面阵探测器直接测量每个像素点激光发射信号与回波信号的时间差，从而获得目标的距离像，具有成像速度快、高帧频、高分辨率等优点；倾斜摄影技术通过在同一飞行平台上搭载多台相机，同时从一个垂直、四个倾斜等五个不同的角度对地面采集影像，并配合配套的后期图像处理软件可以建立出一个较为真实的反映地形实际情况的三维模型。现实测绘中，经常采用利用搭载激光三维成像技术或倾斜摄影技术的飞行平台进行高效测绘。

发明人发现，单搭载激光雷达的无人机，由于扫描距离增大，点位的分辨率降低，三维成像不清晰，会出现一定的精度误差；而倾斜摄影是采用可见光进行测量，故对天气要求较高，且在植被密集的地形下，也存在建模精度低的问题。

实用新型内容

为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种点云三维成像仪，其能够在植被密集覆盖的情况下，实现更加密集的数据采集，精确的反应被测对象的几何形体。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种点云三维成像仪，包括壳体，安装在壳体上的激光雷达、正向摄像头和倾斜摄像头，及安装在壳体内的控制模块、转动模块、角度测量模块和定位模块；

所述控制模块与激光雷达、正向摄像头、倾斜摄像头、转动模块、角度测量模块和定位模块均相连；所述转动模块还与倾斜摄像头和激光雷达分别相连，用于调整倾斜摄像头的角度和和激光雷达的角度；

所述激光雷达用于采集空间三维扫描数据并传送至控制模块；所述正向摄像头和倾斜摄像头用于分别采集对应空间图像并均传送至控制模块；所述角度测量模块用于检测空间姿态数据并传送至控制模块；所述定位模块用于记录位置信息并传送至控制模块；所述控制模块用于接收空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息，输出点云三维模型。

作为一种实施方式，所述控制模块包括相机控制模块和激光雷达控制模块，所述相机控制模块与正向摄像头和倾斜摄像头分别相连，所述激光雷达控制模块与激光雷达相连。

作为一种实施方式，所述转动模块包括相机转动模块和激光雷达转动模块，所述相机转动模块与倾斜摄像头相连，所述激光雷达转动模块与激光雷达相连。

作为一种实施方式，所述角度测量模块包括倾角监测器和记录器，所述倾角检测器与激光雷达相连接；所述记录器与定位模块、激光雷达、正向摄像头及倾斜摄像头相连接。

作为一种实施方式，所述点云三维成像仪还包括存储单元，所述存储单元用于存储空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息。

作为一种实施方式，所述点云三维成像仪还包括角度盘和传动齿轮，所述角度盘与转动模块和角度测量模块分别相连接，所述传动齿轮与控制模块相连接。

作为一种实施方式，所述倾斜摄像头沿周向均匀设置在所述壳体上，且所述倾斜摄像头的镜头方向与正向摄像头的镜头方向呈预设角度设置。

作为一种实施方式，所述壳体安装在飞行平台上。

作为一种实施方式，所述激光雷达的激光器方向竖直向下。

作为一种实施方式，所述正向摄像头的镜头方向竖直向下。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型与只采用激光三维技术作为点云数据采集手段相比，受飞行平台飞行高度的影响，扫描距离增大，点位的分辨率降低，采集精度满足不了测量要求问题；有效实现了倾斜摄影技术能在天气状况不好，光线亮度不足，且在植被密集覆盖的情况下，实现更加密集的数据采集，精确的反应被测对象的几何形体。

本实用新型附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1是本实用新型实施例的点云三维成像仪结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本实用新型作进一步说明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

在本实用新型中，术语如“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“侧”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，只是为了便于叙述本实用新型各部件或元件结构关系而确定的关系词，并非特指本实用新型中任一部件或元件，不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型中，术语如“固接”、“相连”、“连接”等应做广义理解，表示可以是固定连接，也可以是一体地连接或可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的相关科研或技术人员，可以根据具体情况确定上述术语在本实用新型中的具体含义，不能理解为对本实用新型的限制。

如图1所示，本实施例的一种点云三维成像仪，包括壳体1，安装在壳体上的激光雷达2、正向摄像头3和倾斜摄像头4，及安装在壳体内的控制模块11、转动模块12、角度测量模块14和定位模块18；

所述控制模块11与激光雷达2、正向摄像头3、倾斜摄像头4、转动模块12、角度测量模块14和定位模块18均相连；所述转动模块12还与倾斜摄像头4和激光雷达2分别相连，用于调整倾斜摄像头的角度和和激光雷达的角度；

所述激光雷达2用于采集空间三维扫描数据并传送至控制模块11；所述正向摄像头3和倾斜摄像头4用于分别采集对应空间图像并均传送至控制模11块；所述角度测量模块14用于检测空间姿态数据并传送至控制模块11；所述定位模块18用于记录位置信息并传送至控制模块11；所述控制模块11用于接收空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息，输出点云三维模型。

在具体实施中，所述控制模块11包括相机控制模块112和激光雷达控制模块113，所述相机控制模块112与正向摄像头3和倾斜摄像头4分别相连，所述激光雷达控制模块113与激光雷达2相连。

具体地，所述转动模块12包括相机转动模块121和激光雷达转动模块122，所述相机转动模块121与倾斜摄像头4相连，所述激光雷达转动模块122与激光雷达2相连。激光雷达2可俯仰和左右转动角度为-30°至30°。倾斜摄像头的可转动角度为30°至60°。

具体地，所述角度测量模块14包括倾角监测器142和记录器141，所述倾角检测器142与激光雷达2相连接；所述记录器141与定位模块18、激光雷达2、正向摄像头3及倾斜摄像头4相连接。

作为一种具体实施方式，所述倾斜摄像头4沿周向均匀设置在所述壳体1上，且所述倾斜摄像头4的镜头方向与正向摄像头3的镜头方向呈预设角度设置。所述壳体1安装在飞行平台上。所述激光雷达2的激光器方向竖直向下。所述正向摄像头3的镜头方向竖直向下。

在另一实施例中，所述点云三维成像仪还包括存储单元13，所述存储单元13用于存储空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息。

需要说明的是，存储单元13可以为存储卡(即SD卡)，或其他存储装置。

在其他实施例中，所述点云三维成像仪还包括角度盘和传动齿轮，所述角度盘与转动模块和角度测量模块分别相连接，所述传动齿轮与控制模块相连接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种点云三维成像仪，其特征在于，包括壳体，安装在壳体上的激光雷达、正向摄像头和倾斜摄像头，及安装在壳体内的控制模块、转动模块、角度测量模块和定位模块；

所述控制模块与激光雷达、正向摄像头、倾斜摄像头、转动模块、角度测量模块和定位模块均相连；所述转动模块还与倾斜摄像头和激光雷达分别相连，用于调整倾斜摄像头的角度和和激光雷达的角度；

所述激光雷达用于采集空间三维扫描数据并传送至控制模块；所述正向摄像头和倾斜摄像头用于分别采集对应空间图像并均传送至控制模块；所述角度测量模块用于检测空间姿态数据并传送至控制模块；所述定位模块用于记录位置信息并传送至控制模块；所述控制模块用于接收空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息，输出点云三维模型。

2.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述控制模块包括相机控制模块和激光雷达控制模块，所述相机控制模块与正向摄像头和倾斜摄像头分别相连，所述激光雷达控制模块与激光雷达相连。

3.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述转动模块包括相机转动模块和激光雷达转动模块，所述相机转动模块与倾斜摄像头相连，所述激光雷达转动模块与激光雷达相连。

4.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述角度测量模块包括倾角监测器和记录器，所述倾角检测器与激光雷达相连接；所述记录器与定位模块、激光雷达、正向摄像头及倾斜摄像头相连接。

5.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述点云三维成像仪还包括存储单元，所述存储单元用于存储空间三维扫描数据、空间图像、空间姿态数据及位置信息。

6.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述点云三维成像仪还包括角度盘和传动齿轮，所述角度盘与转动模块和角度测量模块分别相连接，所述传动齿轮与控制模块相连接。

7.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述倾斜摄像头沿周向均匀设置在所述壳体上，且所述倾斜摄像头的镜头方向与正向摄像头的镜头方向呈预设角度设置。

8.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述壳体安装在飞行平台上。

9.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述激光雷达的激光器方向竖直向下。

10.如权利要求1所述的点云三维成像仪，其特征在于，所述正向摄像头的镜头方向竖直向下。

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