[发明专利]一种车载移动测图装置

权利要求书

1.一种车载移动测图装置，其特征在于：该装置包括：运载平台系统(1)、驱动系统(2)、惯性导航系统(3)、三维数据采集系统(4)、通信系统(5)和上位机(6)；其中：

运载平台系统(1)运载整个装置在场景空间中运动；运载平台系统(1)包括运载平台、左前轮、右前轮、左后轮和右后轮；运载平台系统(1)通过驱动系统(2)中的左前轮驱动电机(8)驱动左前轮，驱动系统(2)中的右前轮驱动电机(18)驱动右前轮以实现平台运动；惯性导航系统(3)中的左编码器(9)与左前轮连接，记录左前轮转过的角度，惯性导航系统(3)中的右编码器(19)与右前轮连接，记录右前轮转过的角度；

驱动系统(2)控制运载平台系统(1)的运动速度及运动方向；驱动系统(2)包括左电机驱动器(7)、右电机驱动器(17)、左前轮驱动电机(8)和右前轮驱动电机(18)；

惯性导航系统(3)，可实时获取装置的空间六自由度位姿参数；惯性导航系统(3)包括左编码器(9)、右编码器(19)、左编码器计数器(10)、右编码器计数器(20)、倾角仪(11)和A/D采集卡(12)；倾角仪(11)获取运载平台的俯仰角与横滚角，通过A/D采集卡(12)将运载平台的俯仰角与横滚角的模拟信号转换成数字信号传到通信系统(5)中的串口服务器(15)；左编码器(9)以及右编码器(19)将采集到的驱动轮转动角度信息通过左编码器计数器(10)以及右编码器计数器(20)传给串口服务器(15)；最终串口服务器(15)将俯仰角与横滚角以及驱动轮转动角度信息的数据，即位姿数据，传给上位机(6)，上位机(6)通过解算所述的位姿数据得到运载平台相对运载平台初始位置的位姿信息；

三维数据采集系统(4)，包括激光测距仪和舵机(14)；舵机(14)在通信系统(5)中的单片机(16)的控制下，带动激光测距仪做俯仰运动，实现场景的三维数据采集，将采集到的场景极半径信息通过通信系统(5)中的串口服务器(15)回传给上位机(6)；

通信系统(5)，包括串口服务器(15)和单片机(16)；上位机(6)通过串口服务器(15)将控制命令传给单片机(16)，单片机(16)通过左电机驱动器(7)驱动左前轮驱动电机(8)控制左前轮运动，通过右电机驱动器(17)驱动右前轮驱动电机(18)控制右前轮运动；通过舵机(14)控制激光测距仪做俯仰运动以实现三维数据采集；

上位机(6)的上位机软件通过向单片机(16)发送命令控制运载平台及舵机(14)的运动；上位机软件通过开辟多线程方式实现平台位姿参数信息与激光三维数据信息的时间融合；串口服务器(15)将三维数据采集系统(4)的采集的极半径信息，倾角仪(11)和左右两个编码器的平台位姿信息传送到上位机(6)，上位机软件对获取数据进行系统校正，将各坐标系的数据运用坐标归一法转换到统一的世界坐标系下，并将结果以点云的形式显示。

2.根据权利要求1所述的一种车载移动测图装置，其特征在于：所述的激光测距仪为二维激光传感器(13)；二维激光传感器主要完成面扫描测量；该二维激光传感器自然表面下的采样量程不小于80m；测量精度不小于10cm，面扫描时的角分辨率不小于1°，并且为具有RS232/422/485接口的基于脉冲反射时差法的二维激光传感器。

3.根据权利要求1所述的一种车载移动测图装置，其特征在于：所述的左前轮驱动电机(8)为步距角不大于1.2°，静态相电流不小于6A，重量不大于3kg，配置减速器后保持转矩不小于35N.m的三相步进电机。

4.根据权利要求1所述的一种车载移动测图装置，其特征在于：所述的右前轮驱动电机(18)为步距角不大于1.2°，静态相电流不小于6A，重量不大于3kg，配置减速器后保持转矩不小于35N.m的三相步进电机。

5.根据权利要求1所述的一种车载移动测图装置，其特征在于：所述的左前轮电机驱动器(7)为额定电压70V以内，最大输出驱动电流为6V/相，具有脉冲信号输入、方向信号输入和脱机信号输入三种端口的直流电机驱动器。

6.根据权利要求1所述的一种车载移动测图装置，其特征在于：所述的右前轮电机驱动器(17)为额定电压70V以内，最大输出驱动电流为6V/相，具有脉冲信号输入、方向信号输入和脱机信号输入三种端口的直流电机驱动器。