[发明专利]一种测绘信息获取激光三维成像雷达

说明书

技术领域

本发明涉及激光雷达技术领域，特别涉及一种测绘信息获取激光三维成像雷达。

背景技术

传统的地面测绘数据获取利用全球定位系统(Global Positioning System，GPS)载波相位动态实时差分(Real time kinematic，RTK)与全站仪相结合，每次获取单点目标信息。虽然操作简单方便，易于上手，但因为测量速度慢、采点密度不够、易丢漏等原因，在一些要求精度高、对地物地貌要求高的工程中就显得力不从心。

摄影技术问世后，由于该技术是客观物体或目标的真实反映，信息丰富、形态逼真，从中可以提取所研究物体大量的几何信息与物理信息，广泛应用于地形测量等各个方面。在摄影测量中，一般情况下利用单幅影像是不能确定物体上的空间位置的，只能确定物体点所在的空间方向。要获得物点的空间位置一般需利用两幅相互重叠的影像构成立体像对，通过图像处理和特征匹配实现获取三维信息，不易进行自动三维信息提取。因此，该模式存在后续数据处理复杂、需要大量的人工参与、作业效率低等不足。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种测绘信息获取激光三维成像雷达，能够获取高精度三维数据，对任意物体进行扫描，且没有白天和黑夜的限制，快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。

测绘信息获取激光三维成像雷达，包括机头和综合信息处理计算机，其特征在于，在机头中，包含有激光发射单元、激光检测单元、多面体转鼓、接收光学单元和光电接收处理单元，在综合信息处理机中，包含距离测量单元，其中，

所述激光发射单元，用于发射双路激光脉冲，其中，小部分双路激光脉冲被激光检测单元探测接收，大部分双路激光脉冲射向探测区域；

所述激光检测单元，用于将探测接收激光发射单元的小部分双路激光脉冲，处理后送给距离测量单元作为距离测量的起始信号；

所述多面体转鼓，用于控制激光发射脉冲射向探测区域并将经探测区域内探测目标反射回的激光光束经保护镜到达后，经转鼓表面反射给接收光学单元；

所述接收光学单元，将反射光汇聚到光电接收处理单元；

所述光电接收处理单元，将接收到的反射光进行光电转化和信号提取后送距离测量单元作为距离测量的终止信号；

所述距离检测单元，用于根据距离测量的起始信号与距离测量的终止信号完成目标距离的测量。

其中，进一步包括扫描定位单元，用于在多面体转鼓扫描时，确定双路扫描的有效起始点，并将扫描有效的起始信号送距离测量单元，距离测量单元每行进行一组距离数据的处理和存储。

其中，所述激光发射单元，用于在距离测量单元的控制下，发射双路激光脉冲，小部分激光被激光检测单元探测接收，大部分激光通过多面体转鼓反射后穿过保护镜射向探测区域。

其中，所述激光发射单元采用人眼安全的超窄脉宽高重复频率光纤激光器。

其中，所述综合信息处理机，进一步包含时间同步单元，用于接收GPS的时间同步信号，对激光测量点进行时间标注。

其中，综合信息处理机，进一步包含图像处理和显示单元，用于根据距离单元存储的测量数据进行时间与空间的映射变换，恢复三维距离图像。

另外，在动态工作时，图像处理和显示单元将激光扫描数据与其它传感器的数据融合，完成大区域场景图像的复原，其中，其它传感器包括GPS、IMU、CCD相机。

进一步地，还可以包括标校指示单元，用于在激光雷达测绘作业时，对激光雷达相对其它传感器的安装位置进行标定，包括偏心标定和三轴旋转角度标定；其中，其它传感器包括GPS、IMU、CCD相机。

其中，所述标校指示单元，进一步用于设置可见光源作为标校参考光，与激光光源同轴设计，当采用动态模式工作时，指示激光的出射角度和方向方便系统标定。

本发明的有益效果是：依照本发明的测绘信息获取激光三维成像雷达，能够主动测量方式扩展了作业时间，可实现全天时地作业，不受暗背景或黑夜的影响；直接获取地物三维信息，并进行自动化数据处理，作业效率高。

附图说明

图1为激光三维成像雷达装置的原理结构示意图；

图2为激光雷达机头主视图；

图3为激光雷达机头右视图；

图4为激光雷达综合信息处理计算机布局图；

图5为多面体转鼓双向扫描示意图。

具体实施方式

以下，参考附图1～5详细描述本发明的测绘信息获取激光三维成像雷达。