CN107505629A

CN107505629A - 机载激光扫描仪装置

Info

Publication number: CN107505629A
Application number: CN201710702504.1A
Authority: CN
Inventors: 浦石; 赵永屹; 杜娜娜
Original assignee: Science And Technology Ltd Is Thought By Beijing Talkweb
Current assignee: Science And Technology Ltd Is Thought By Beijing Talkweb
Priority date: 2017-08-16
Filing date: 2017-08-16
Publication date: 2017-12-22

Abstract

本发明提供了一种机载激光扫描仪装置，包括机身部；激光扫描仪，激光扫描仪与机身部相连接，激光扫描仪朝向位于机身部上方的检测区域发出激光束时，激光束与机身部不相交。将朝向位于机身部上方的检测区域发出的激光束设置成与机身部不相交的方式，能够保证激光扫描仪在对位于机身部上方区域进行检测扫描时，机身部不会出现遮挡激光速造成无法获取检测区域的数据的情况。采用该技术方案，有效地提高了该机载激光扫描仪装置的实用性和可靠性。

Description

机载激光扫描仪装置

技术领域

本发明涉及激光扫描设备技术领域，具体而言，涉及一种机载激光扫描仪装置。

背景技术

现有技术中，机载激光雷达(Light Detection And Ranging，LIDAR)是将激光用于回波测距和定向，并通过位置、径向速度及物体反射特性等信息来识别目标。它体现了特殊的发射、扫描、接收和信号处理技术。机载激光雷达技术起源于传统的工程测量中的激光测距技术，是传统雷达技术与现代激光技术结合的产物，是遥感测量领域的一门新兴技术。

机载LIDAR***是一款快捷、高速的航空测量设备，该***由飞行器搭载激光扫描仪、GPS定位装置和IMU(惯性制导仪)组成，实现对目标的同步测量。测量数据通过特定方程解算处理，生成高密度激光点云数值，为地形信息的提取提供精确的数据源。

目前，飞行器搭载激光扫描仪设备多是将激光扫描仪搭载在飞行器机身正下方或偏下方(如图1和图2所示，10’为机身，20’为激光扫描仪)，由于机身对朝向其上方发出的激光束存在遮挡的问题，使得现有技术中的飞行器无法获取到飞行器上方区域的数据。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种机载激光扫描仪装置，以解决现有技术中无法获取机身上部区域数据的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种机载激光扫描仪装置，包括：机身部；激光扫描仪，激光扫描仪与机身部相连接，激光扫描仪朝向位于机身部上方的检测区域发出激光束时，激光束与机身部不相交。

进一步地，激光扫描仪包括：激光头，激光头位于机身部的下方并远离机身部的几何中心设置，激光头用于发出激光束。

进一步地，机载激光扫描仪装置还包括：控制盒，控制盒与机身部相连接并位于机身部的下方，激光头与控制盒相连接，激光头与控制盒沿水平方向并排设置。

进一步地，激光头位于控制盒的外侧，控制盒的朝向激光头一侧的外表面与机身部的机身边沿的距离为D1，激光头的几何中心与外表面的距离为D2，其中，D2≥D1。

进一步地，D1＝3cm，D2≥3cm。

进一步地，机载激光扫描仪装置还包括：连接臂，连接臂的第一端与控制盒相连接，连接臂的第二端与激光头相连接。

进一步地，连接臂沿水平方向设置，或者，连接臂的轴向方向与竖直方向具有夹角。

进一步地，机身部在水平上的投影与激光头在水平面上的投影不相交。

进一步地，激光扫描仪朝向位于机身部下方的检测区域发出激光束时，激光束与机身部不相交。

进一步地，机载激光扫描仪装置还包括：电池，电池与机身部相连接并位于机身部的下方。

应用本发明的技术方案，将朝向位于机身部上方的检测区域发出的激光束设置成与机身部不相交的方式，能够保证激光扫描仪在对位于机身部上方区域进行检测扫描时，机身部不会出现遮挡激光速造成无法获取检测区域的数据的情况。采用该技术方案，有效地提高了该机载激光扫描仪装置的实用性和可靠性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中现有技术中激光扫描仪的安装方式的结构示意图；

图2示出了现有技术中现有技术中激光扫描仪的安装方式的中机身遮挡激光束的结构示意图；

图3示出了根据本发明的机载激光扫描仪装置的第一实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的机载激光扫描仪装置的第二实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的机载激光扫描仪装置的第三实施例的结构示意图；

图6示出了根据本发明的机载激光扫描仪装置的第四实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、机身部；

20、激光扫描仪；21、激光头；

30、控制盒；

40、电池；

50、连接臂；

60、竖向连接臂。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施方式。然而，这些示例性实施方式可以由多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施方式。应当理解的是，提供这些实施方式是为了使得本申请的公开彻底且完整，并且将这些示例性实施方式的构思充分传达给本领域普通技术人员，在附图中，为了清楚起见，有可能扩大了层和区域的厚度，并且使用相同的附图标记表示相同的器件，因而将省略对它们的描述。

结合图3至图6所示，根据本发明的实施例，提供了一种机载激光扫描仪装置。

如图3所示，该机载激光扫描仪装置包括机身部10和激光扫描仪20。激光扫描仪20与机身部10相连接。激光扫描仪20朝向位于机身部10上方的检测区域发出激光束时，激光束与机身部10不相交。

在本实施例中，将朝向位于机身部上方的检测区域发出的激光束设置成与机身部不相交的方式，能够保证激光扫描仪在对位于机身部上方区域进行检测扫描时，机身部不会出现遮挡激光速造成无法获取检测区域的数据的情况。采用该技术方案，有效地提高了该机载激光扫描仪装置的实用性和可靠性。

其中，激光扫描仪20包括激光头21。激光头21位于机身部10的下方并远离机身部10的几何中心设置，激光头21用于发出激光束。这样设置能够进一步地保证从激光头发出的激光束不被机身遮挡，提高了激光扫描仪获取位于机身上方数据的可靠性。

进一步地，机载激光扫描仪装置还包括控制盒30。控制盒30与机身部10相连接并位于机身部10的下方，激光头21与控制盒30相连接，激光头21与控制盒30沿水平方向并排设置。该控制盒用于盛装用于控制机身飞行姿态的各种控制***。这样设置能够提高该机载激光扫描仪装置的可靠性和实用性。将激光头21与控制盒30相连接还可以提高激光头安装的稳定性。

如图4所示，激光头21位于控制盒30的外侧，控制盒30的朝向激光头21一侧的外表面与机身部10的机身边沿的距离为D1，激光头21的几何中心与外表面的距离为D2，其中，D2≥D1。这样设置能够保证从激光头21处发出的激光光束不会被机身遮挡住，提高了激光扫描仪获取机身上方数据的能力。具体地，可以将具体距离设置成D1＝3cm，D2≥3cm。

如图5所示，具体地，机载激光扫描仪装置还包括连接臂50。连接臂50的第一端与控制盒30相连接，连接臂50的第二端与激光头21相连接。这样设置能够进一步地提高激光头21与控制盒30之间的连接稳定性。当然，在本实施例中，控制盒30与机身之间也可以用竖向连接臂60来进行连接。其中，连接臂50沿水平方向设置，或者，连接臂50的轴向方向与竖直方向具有夹角。

如图6所示，为了进一步地提高激光扫描仪获取机身上方的数据量即增大激光束的扫描面积，可以将机身部10在水平上的投影设置成与激光头21在水平面上的投影不相交的方式。

在本实施例中，激光扫描仪20朝向位于机身部10下方的检测区域发出激光束时，激光束与机身部10不相交。这样设置能够使得该机载激光扫描仪装置能够实现对机身的上方区域进行数据扫描也可以实现对技术下方进行数据扫描，有效地提高了该无人飞行的实用性和可靠性。

进一步地，机载激光扫描仪装置还包括电池40。电池40与机身部10相连接并位于机身部10的下方。可以将电池40设置成与控制盒30相对的方式，这样能够有效地提高飞行器的平衡性。

现有飞行器搭载激光雷达设备，将扫描仪安装在飞行器正下方或偏下方，由于飞行器机身遮挡，无法获取机身高度上部分地物数据，若提高飞行器飞行高度，由于激光扫描仪射程有限，无法获取到超出激光扫描仪射程的地物。

本发明使用飞行器搭载激光扫描仪设备，将扫描仪激光头向机身外延伸，直至机身无法遮挡扫描仪信号发射路线。

将激光扫描仪激光头向机身外延伸，直至机身无法遮挡扫描仪信号发射路线，激光头向外延伸距离满足与其他设备安装后可以保证飞行器飞行平衡即可，不限于到机身无法遮挡扫描仪信号发射路线处终止。飞行器可与设备同步向外延伸，也可单独向外延伸，激光头与机身相对高度没有限制，激光头延伸方向没有限制，可指向与飞行器机身平行的任意方向。这样设置能够增加飞行器搭载激光雷达扫描角度范围、增加飞行器搭载激光雷达扫描距离，还可增加到原有射程的2倍，可获取在飞行器飞行高度上方的地物信息。

除上述以外，还需要说明的是在本说明书中所谈到的“一个实施例”、“另一个实施例”、“实施例”等，指的是结合该实施例描述的具体特征、结构或者特点包括在本申请概括性描述的至少一个实施例中。在说明书中多个地方出现同种表述不是一定指的是同一个实施例。进一步来说，结合任一实施例描述一个具体特征、结构或者特点时，所要主张的是结合其他实施例来实现这种特征、结构或者特点也落在本发明的范围内。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种机载激光扫描仪装置，其特征在于，包括：

机身部(10)；

激光扫描仪(20)，所述激光扫描仪(20)与所述机身部(10)相连接，所述激光扫描仪(20)朝向位于所述机身部(10)上方的检测区域发出激光束时，所述激光束与所述机身部(10)不相交。

2.根据权利要求1所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述激光扫描仪(20)包括：

激光头(21)，所述激光头(21)位于所述机身部(10)的下方并远离所述机身部(10)的几何中心设置，所述激光头(21)用于发出所述激光束。

3.根据权利要求2所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述机载激光扫描仪装置还包括：

控制盒(30)，所述控制盒(30)与所述机身部(10)相连接并位于所述机身部(10)的下方，所述激光头(21)与所述控制盒(30)相连接，所述激光头(21)与所述控制盒(30)沿水平方向并排设置。

4.根据权利要求3所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述激光头(21)位于所述控制盒(30)的外侧，所述控制盒(30)的朝向所述激光头(21)一侧的外表面与所述机身部(10)的机身边沿的距离为D1，所述激光头(21)的几何中心与所述外表面的距离为D2，其中，D2≥D1。

5.根据权利要求4所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，D1＝3cm，D2≥3cm。

6.根据权利要求3所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述机载激光扫描仪装置还包括：

连接臂(50)，所述连接臂(50)的第一端与所述控制盒(30)相连接，所述连接臂(50)的第二端与所述激光头(21)相连接。

7.根据权利要求6所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述连接臂(50)沿水平方向设置，或者，所述连接臂(50)的轴向方向与竖直方向具有夹角。

8.根据权利要求2所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述机身部(10)在水平上的投影与所述激光头(21)在水平面上的投影不相交。

9.根据权利要求1所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述激光扫描仪(20)朝向位于所述机身部(10)下方的检测区域发出激光束时，所述激光束与所述机身部(10)不相交。

10.根据权利要求1所述的机载激光扫描仪装置，其特征在于，所述机载激光扫描仪装置还包括：

电池(40)，所述电池(40)与所述机身部(10)相连接并位于所述机身部(10)的下方。