[发明专利]便携式环境三维扫描系统

说明书

本发明公开一种便携式环境三维扫描系统，有方形机壳，方形机壳的上面固定有多线激光雷达、一个侧面固定有单线激光雷达、剩余三个侧面分别设有镜头，方形机壳的下面接有手柄及线缆，线缆与计算单元盒相接；方形机壳内设有多线激光传感器采集板、交换机、通用串行总线集线器、第一图像处理单元、第二图像处理单元、第三图像处理单元及分电源板，多线激光雷达通过多线激光传感器采集板与交换机相接，单线激光雷达与交换机相接，与镜头相接的第一、第二及第三图像处理单元均与通用串行总线集线器相接，交换机、通用串行总线集线器均通过线缆与置于计算单元盒内的计算机板卡相接，在计算单元盒内还设有总电源板，总电源板通过线缆与分电源板相接。

技术领域

本发明涉及一种测绘测量设备，尤其是一种使用方便，可有效提高作业效率的便携式环境三维扫描系统。

背景技术

环境的移动测量和三维建模已广泛应用于地理测绘、机器人及无人机等领域。以往，三维场景的信息采集设备分为移动式激光扫描和固定式激光扫描两种。移动式激光扫描通常是基于车载的移动测量系统，但是依赖于全球卫星导航系统（Global NavigationSatellite System，GNSS）和惯性导航系统，只能用于室外环境，无法应用于对于室内或地下空间等没有GNSS信号的环境。固定式激光扫描虽可以用于室内及室外环境，但是对于复杂场景需要大量换站，再进行点云拼接，获取数据的效率低下。目前，已有即时定位与地图构建技术（simultaneous localization and mapping, SLAM）技术应用于移动测绘，其工作原理是由工控机实时采集三维激光点云数据及三个方向的彩色图像数据，通过运行在工控及中的“SLAM软件算法”及“二维图像与三维点云的映射软件算法”，实时得到全局的三维点云数据，解决了地面移动测量系统对GNSS信号的依赖及数据采集效率低下等问题。但现有基于SLAM技术的数据采集设备是将雷达图像处理单元等设备设置在推车上，只适用于地面水平的环境，使用不便。

发明内容

本发明是为了解决现有技术所存在的上述技术问题，提供一种使用方便，可有效提高作业效率的便携式环境三维扫描系统。

本发明的技术解决方案是：一种便携式环境三维扫描系统，有方形机壳，方形机壳的上面固定有轴线竖直的多线激光雷达，方形机壳的一个侧面固定有轴线水平的单线激光雷达，剩余三个侧面分别设有镜头，方形机壳的下面接有手柄及线缆，所述线缆与计算单元盒相接；所述方形机壳内设有多线激光传感器采集板、交换机、通用串行总线集线器、第一图像处理单元、第二图像处理单元、第三图像处理单元及分电源板，所述多线激光雷达通过多线激光传感器采集板与交换机相接，所述单线激光雷达与交换机相接，分别与镜头相接的第一图像处理单元、第二图像处理单元及第三图像处理单元均与通用串行总线集线器相接，所述交换机、通用串行总线集线器均通过线缆与置于计算单元盒内的计算机板卡相接，在计算单元盒内还设有总电源板，总电源板通过线缆与分电源板相接。

本发明是基于SLAM技术的设备，不仅解决了地面移动测量系统对GNSS信号的依赖及数据采集效率低下等问题，而且将激光雷达、镜头、图像处理单元、交换机、通用串行总线集线器、计算机及电源等单元合理布局，可避免各单元之间的相互干扰、保证设备正常工作，同时具有结构紧凑、外形小巧、便于携带等优点，可手持或放置于配套背包、无人机、机器人等其它载体上实时得到全局的三维点云数据，使用方便。

附图说明

图1是本发明实施例的结构示意图。

图2、图3是本发明实施例的电路原理框图。

具体实施方式

本发明的便携式环境三维扫描系统如图1、图2、图3所示，有方形机壳1，方形机壳1的上面固定有轴线竖直的16线激光雷达2，方形机壳1的一个侧面固定有轴线水平的单线激光雷达3，剩余三个侧面分别设有镜头4，方形机壳1的下面接有手柄5及线缆6，线缆6与计算单元盒7相接；方形机壳1内设有16线激光传感器采集板、交换机、通用串行总线集线器（USB-HUB）、第一图像处理单元、第二图像处理单元、第三图像处理单元及一个分电源板，还可以设置用于显示工作状态的指示灯。16线激光雷达2通过16线激光传感器采集板与交换机相接，单线激光雷达3直接与交换机相接，分别与镜头4相接的第一图像处理单元、第二图像处理单元及第三图像处理单元均与通用串行总线集线器相接，交换机、通用串行总线集线器均通过线缆6与置于计算单元盒7内的计算机板卡相接，在计算单元盒7内还设有总电源板及开关等，总电源板通过线缆6与分电源板相接，分别将总电源分为不同的工作电压。