[发明专利]一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统

权利要求书

1.一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，包括轻型无人机平台、机载激光雷达系统和地面控制系统；

所述轻型无人机平台用于搭载机载激光雷达系统；

所述机载激光雷达系统包括激光扫描仪、高速计算单元、高分辨率CCD相机、大容量存储单元和5G通讯模块；

激光扫描仪用于对目标区域范围内地面物体进行扫描，获取地物海量点云数据；

高分辨率CCD相机用于获取目标区域地物的影像数据；

高速计算单元用于对激光扫描仪和高分辨率CCD相机进行控制，并对所采集的海量点云数据进行实时后处理得到点云模型数据；

大容量存储单元划分为两个存储区域，区域一用于装载Linux系统，存储采集的原始海量点云数据与影像数据，区域二用于存储重建后的点云模型数据；

5G通讯模块用于机载激光雷达系统与地面控制系统之间建立通讯连接，实现地面控制系统对机载激光雷达系统的实时远程控制；

所述地面控制系统用于控制轻型无人机平台的飞行安全，实时传回高速计算单元构建的点云模型数据与高分辨率CCD相机的影像数据，且对高速计算单元进行远程控制以提高扫描效率。

2.如权利要求1所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述轻型无人机平台为六旋翼无人机。

3.如权利要求1所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述的机载激光雷达系统中，激光扫描仪与高速计算单元间以以太网协议交换数据，高分辨率CCD相机与高速计算单元间以HDMI视频协议交换数据。

4.如权利要求1所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述的激光扫描仪，将极窄脉冲发射向目标物，同时，激光信号被取样得到激光主波脉冲；通过同一扫描镜和远光镜收集反射回波，并转换为电信号；对不规则的回波信号进行处理，估计出对目标测距的可能时延，给出回拨脉冲信号；通过激光回波脉冲与激光发射主脉冲之间的时间间隔计算出激光扫描仪与目标物之间的精确距离。

5.如权利要求3所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述的高速计算单元，通过HDMI视频协议和以太网协议将高分辨率CCD相机与激光扫描仪的实时采集画面导入高速计算单元；借助大数据链路将高速计算单元的显示界面实时传输回地面，地面工作人员根据数据质量，用地面控制系统对机载激光雷达系统进行控制，完成复扫、滤波、去噪、切割、插值处理，对处理后的点云数据进行点云模型重建。

6.如权利要求1所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述的高分辨率CCD相机，在地面控制系统操控下，进行图像与影像数据采集；将采集的影像数据实时传输给高速计算单元；将实时采集画面传输到地面。

7.如权利要求1所述的一种轻型机载激光雷达实时处理与控制系统，其特征在于，所述的地面控制系统，包括遥控发射、PC接收机、5G接收天线；

所述的遥控发射，用于控制轻型无人机平台飞行、避障与起落；借助大通道数据链路为PC接收机提供高速计算单元的实时影像数据；用于控制激光扫描仪与高分辨率CCD相机的工作；

所述的PC接收机，用于接受高速计算单元的实时影像数据；通过5G接收机与高速计算单元建立连接，借助外接设备对机载激光雷达系统发送指令，实现远程控制；

所述的5G接收机，用于实现机载激光雷达系统与PC接收机之间建立通讯连接，实现地面端对机载激光雷达系统的远程控制。