[发明专利]机载中型激光雷达三维测绘装置

说明书

技术领域

本发明涉及遥感测绘领域，尤其涉及一种机载中型激光雷达三维测绘装置。

背景技术

激光雷达(LiDAR)系统是一种融激光测距技术、全球卫星定位技术、惯性导航系统技术、高分辨率数码影像技术及计算机技术于一体的快速获取地形地物三维信息的主动式测量系统。在近二十年内，机载Li DAR技术作为一种精确、快速获取地表三维信息的方式在世界范围内已经被普遍接受，在地形测量、环境监测、应急测绘、公路/铁路/电力/水利勘测设计、智慧城市建设等诸多领域有广泛的应用需求和广阔的发展前景。

机载激光雷达系统一般由激光扫描仪、航测相机、定位定姿系统及核心存储模块组成，通过将其搭载在飞机上在三维地形测绘区域上空飞行获取数据，在一定程度上提高了地形测绘的效率。一般机载激光雷达系统重则100kg以上，轻则30kg以上，在应用过程必须搭载大型的有人机作为飞行载体，往往出现如下难题：

(1)机载激光雷达和其搭载的飞行平台成本较高，因此购置成本及使用成本相对很高。

(2)测区往往距离机场比较远，而激光雷达的搭载平台有人机必须在机场起飞和降落，由此造成大量的无效飞行；如果机场和测区天气状况不同，又会造成较长的天气等待时间。

(3)机载激光类型系统重量大，不方便运输。

(4)对于小区域的三维地形测绘，无法应用这种机载激光雷达进行测量。

因此目前的主流机载激光雷达在进行小面积测绘时存在经济性较差、作业不灵活和时效性较差等不足，特别是地形起伏剧烈的局部区域需要进行快速高精度测绘时还不能较好完成作业。

发明内容

本发明的目的在于提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，总重量控制在25kg以下，最轻可以达到3kg，旨在解决现有的机载测绘装置体积较大、挂接不方便、无法快速响应测绘任务的问题。

本发明是这样实现的：

本发明实施例提供一种机载中型激光雷达三维测绘装置，包括壳体、高分辨率数码相机以及激光扫描仪，所述壳体具有腔室，所述高分辨率数码相机安设于所述壳体上，所述激光扫描仪安设于所述腔室内，所述壳体的外表面上设置有用于与飞行器连接固定的安装结构，所述腔室内还设置有惯性测量仪以及嵌入式计算机，所述壳体上设置有扫描窗口镜，所述激光扫描仪的出光口正对所述扫描窗口镜，且所述扫描窗口镜与所述高分辨率数码相机的镜头的朝向相同，所述激光扫描仪、所述惯性测量仪以及所述高分辨率数码相机均与所述嵌入式计算机电连接，所述嵌入式计算机内设置有全球卫星定位系统。

进一步地，所述壳体包括主骨架、顶板、底板以及四个侧板，且所述顶板、所述底板以及四个所述侧板围合形成所述腔室，所述主骨架将所述腔室分隔为第一空间、第二空间以及第三空间，其中所述第二空间与所述第三空间位于同一侧，所述第一空间位于另一侧，所述第二空间位于所述第三空间正上方，所述激光扫描仪位于所述第一空间内，所述惯性测量仪与所述嵌入式计算机分别安设于所述第二空间以及所述第三空间内。

进一步地，所述壳体还包括散热板，所述顶板上设置有开口，所述散热板嵌设安装于所述顶板的所述开口内。

进一步地，所述高分辨率数码相机安设于与所述第二空间以及所述第三空间对应的所述侧板，且与该侧板上设置有两个通风片，两个所述通风片分别与第二空间以及第三空间连通。

进一步地，还包括三角支架，所述三角支架安设于其中一所述侧板外表面上，所述三角支架具有安装孔，所述高分辨率数码相机的镜头穿过所述安装孔，且所述高分辨率数码相机具有外缘板，所述三角支架于所述安装孔的边沿处设置有与所述外缘板贴合的支撑面，且所述支撑面与所述外缘板连接固定。

进一步地，所述第二空间内设置有若干定位柱，所述惯性测量仪的边沿处设置有与各所述定位柱一一对应的若干定位孔，每一所述定位柱均穿设于对应的所述定位孔内。

进一步地，其中一所述侧板的外表面设置有向内侧凹陷的凹槽，于所述凹槽内设置有把手，所述把手与所述凹槽的内壁可转动连接。

进一步地，所述安装结构包括向外侧延伸的至少两个安装板，各所述安装板均位于所述壳体的同一侧表面上，且每一所述安装板均具有平行于所述扫描窗口镜设置的连接面，所述连接面上开设有连接孔。

进一步地，于所述壳体上还设置有电气接头，所述电气接头与所述嵌入式计算机电连接。

进一步地，还包括相机保护壳，所述高分辨率数码相机位于所述相机保护壳内，且所述相机保护壳安设于所述壳体的外侧，所述相机保护壳开设有正对所述高分辨率数码相机的镜头的窗口。