[发明专利]一种测绘用位置定位系统

摘要

本发明公开了一种测绘用位置定位系统。该系统包括：测量平台、第一支撑杆、第二支撑杆、圆台、连接杆、放置台、目标测量装置和数据处理系统。本发明的定位系统适用于对静态目标物和低速运动目标物(<1mm/1min)的测量；本发明通过在三维激光扫描仪上设置GPS定位仪和三维数字罗盘，可以精确地对三维激光扫描仪进行定位和定向，并且当三维激光扫描仪在旋转电机驱动下进行连续测量和在两个电机驱动升降装置驱动下设定探测倾角时，从三维数字罗盘获得的观察姿态信息中分别提取三维激光扫描仪的旋转角信息和三维激光扫描仪的倾角信息，根据PID控制算法，调控旋转电机的运行和两个电机驱动升降装置的运行，从而提高了测量精度。

主权项

1.一种测绘用位置定位系统，其特征在于，包括：测量平台(1)、第一支撑杆(2)、第二支撑杆(3)、圆台(4)、连接杆(5)、放置台(6)、目标测量装置(7)和数据处理系统(8)；所述测量平台(1)内部设置有两个电机驱动升降装置，两个电机驱动升降装置分别用于驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)的升降；所述圆台(4)内部设置有旋转电机，且所述旋转电机的转轴延伸出所述与所述圆台(4)的顶面与所述连接杆(5)连接；所述放置台(6)设置在所述连接杆(5)顶部；所述目标测量装置(7)设置在所述放置台(6)的顶面上；所述目标测量装置(7)包括：三维激光扫描仪(71)、GPS定位仪(72)、三维数字罗盘(73)和测量控制器(74)；所述三维激光扫描仪(71)的探测面与所述目标测量装置(7)的右侧面同方向；所述GPS定位仪(72)、所述三维数字罗盘(73)和所述测量控制器(74)设置在同一个集成电路板上，所述集成电路板设置在所述三维激光扫描仪(71)上；所述三维激光扫描仪(71)，用于在设定转速的旋转电机带动下获取目标物三维信息；所述GPS定位仪(72)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察位置信息；所述三维数字罗盘(73)，用于获取所述三维激光扫描仪(71)的观察姿态信息；所述测量控制器(74)，包括：信息传送模块(741)、电机驱动升降装置调控模块(742)和旋转电机调控模块(743)；其中，所述信息传送模块(741)，用于将目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息传送至所述数据处理系统(8)；所述电机驱动升降装置调控模块(742)，用于根据两个电机驱动升降装置驱动所述第一升降杆(2)和所述第二升降杆(3)获得的高度值之差确定所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，并从所述三维数字罗盘(73)获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪(71)的倾角信息，通过所述三维激光扫描仪(71)的倾角PID控制算法，调控两个电机驱动升降装置的运行；所述旋转电机调控模块(743)，用于根据旋转电机驱动所述三维激光扫描仪(71)的旋转角信息，并从所述三维数字罗盘(73)获取的观察姿态信息中提取出所述三维激光扫描仪(71)的旋转角信息，通过所述三维激光扫描仪(71)的旋转角PID控制算法，调控旋转电机的运行；所述数据处理系统(8)包括：同步模块(81)、轮廓形成模块(82)和解算模块(83)；所述同步模块(81)，用于将所述三维激光扫描仪(71)激光发射时刻的观察位置信息和观察姿态信息，与所述测量控制器(74)收到对应所述三维激光扫描仪(71)激光发射获取的目标物三维信息对应整合；所述轮廓形成模块(82)：用于根据对应整合的目标物三维信息、观察位置信息和观察姿态信息，实时绘制目标物的轮廓；所述解算模块(83)包括：静态目标物解算模块(831)和低速运动目标物解算模块(832)；其中，所述静态目标物解算模块(831)，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的形态及所述三维激光扫描仪(71)和目标物之间的相对位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的位置信息；所述低速运动目标物解算模块(832)，用于在低速运动目标物的轮廓中设置特征点，根据目标物三维信息和观察姿态信息，确定目标物的运动形态及所述三维激光扫描仪(71)和目标物之间的相对运动位置关系；并根据观察位置信息，确定目标物的运动位置信息和运动偏移量。