專利名稱：基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種反射裝置，尤其涉及一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置。
背景技術(shù)：
在激光雷達(dá)測(cè)量中常用到三維激光掃描儀，三維激光掃描儀是無(wú)合作目標(biāo)激光測(cè)距儀與角度測(cè)量系統(tǒng)組合的自動(dòng)化快速測(cè)量系統(tǒng)，能在復(fù)雜的現(xiàn)場(chǎng)和空間對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行快速掃描測(cè)量，直接獲得激光點(diǎn)所接觸的物體表面的水平方向、天頂距、斜距和反射強(qiáng)度， 并自動(dòng)存儲(chǔ)和計(jì)算，以獲得被測(cè)物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。點(diǎn)云數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)處理后，結(jié)合CAD可快速重構(gòu)出被測(cè)物體的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)。三維激光掃描儀的最遠(yuǎn)測(cè)量距離一千多米，最高掃描頻率可達(dá)每秒幾十萬(wàn)，縱向掃描角θ接近90°，橫向可繞儀器豎軸進(jìn)行360°全圓掃描，掃描數(shù)據(jù)可通過(guò)TCP/IP協(xié)議自動(dòng)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，同時(shí)其外置的數(shù)碼相機(jī)拍攝的場(chǎng)景圖像可通過(guò)USB數(shù)據(jù)線同時(shí)傳輸?shù)诫娔X中。但由于被測(cè)物體或被測(cè)物體所處環(huán)境的復(fù)雜性，在對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行激光掃描時(shí)，有時(shí)需設(shè)置數(shù)個(gè)不同站點(diǎn)對(duì)被測(cè)物體進(jìn)行掃描，待掃描完成后需將獲得的被測(cè)物體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。在現(xiàn)有的激光掃描技術(shù)作業(yè)過(guò)程中，為完成點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接，需要在被測(cè)物體表面設(shè)置反射貼片或腳架反射片作為反射裝置，以貼片或反射片的掃描數(shù)據(jù)作為不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的同名點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接。當(dāng)貼片或反射片正對(duì)激光掃描儀方向時(shí)，反射裝置的貼片或反射片的反射能量最高，反射效果最好，激光掃描儀能夠得到較清晰的貼片或反射片的數(shù)據(jù)，從而被測(cè)物體數(shù)據(jù)的拼接精度較高；但如果激光掃描儀的掃描方向與貼片或反射片的激光反射方向形成夾角，則反射效果減弱，貼片或反射片的數(shù)據(jù)形狀會(huì)產(chǎn)生變形，且?jiàn)A角越大，反射效果越差，變形越大，從而導(dǎo)致拼接不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的誤差越大。 綜上，傳統(tǒng)的激光掃描數(shù)據(jù)拼接中的反射裝置存在以下兩個(gè)缺陷1、常常需要布設(shè)大量拼接點(diǎn)，給安裝和使用造成一定的困難；2、由于激光掃描的方向常常會(huì)和貼片或反射片的反射方向形成夾角，產(chǎn)生變形導(dǎo)致拼接出現(xiàn)誤差，并導(dǎo)致誤差累計(jì)影響全局拼接精度。因此，本領(lǐng)域的技術(shù)人員致力于開(kāi)發(fā)一種不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒(méi)有夾角并且安裝和使用方便的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置。

實(shí)用新型內(nèi)容有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本實(shí)用新型的目的是提供一種不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒(méi)有夾角并且安裝和使用方便的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，包括基座、第一連接桿和第一反射球，所述第一連接桿與基座相連，所述第一反射球和第一連接桿相連，所述第一反射球的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式中，其中還包括第二連接桿、第二反射球、第三連接桿和第三反射球；所述第二反射球和第二連接桿相連，所述第三反射球和第三連接桿相連， 所述第二連接桿和第三連接桿與基座相連，所述第二反射球和第三反射球的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中第一反射球、第二反射球和第三反射球的球心構(gòu)成三角形。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿的長(zhǎng)度分別為0.5 2米。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一反射球和/或第二反射球和 /或第三反射球的外表面上設(shè)有一層反光涂料。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球的直徑分別為5 15厘米。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球的重量分別為100 500克。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球分別與第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿通過(guò)螺紋連接。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球分別與第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿通過(guò)卡槽連接。在本實(shí)用新型的另一較佳實(shí)施方式中，其中所述基座上設(shè)有腳架接口，所述基座通過(guò)所述腳架接口與腳架相連。本實(shí)用新型的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒(méi)有夾角，保證了掃描時(shí)激光點(diǎn)的反射能量最佳。不管激光掃描儀從何種角度進(jìn)行測(cè)量掃描，反射體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園，不會(huì)產(chǎn)生變形，有利于提高拼接精度。同時(shí)，本實(shí)用新型采用了連接桿和基座的設(shè)置，使得安裝和使用更加簡(jiǎn)便。以下將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說(shuō)明，以充分地了解本實(shí)用新型的目的、特征和效果。

圖1是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的連接桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的標(biāo)準(zhǔn)球體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型的實(shí)施例中的基座的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型的一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，包括基座4、第一連接桿11和第一反射球1。其中，第一連接桿11與基座4相連，第一反射球1和第一連接桿11相連，第一反射球1的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。如此，本實(shí)用新型采用了一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體作為激光掃描的反射體，用于將掃描激光反射回去。采用標(biāo)準(zhǔn)球體作為激光掃描儀的反射體時(shí)，反射體的反射面始終正對(duì)著激光掃描儀。激光掃描儀所發(fā)出的激光，不管從何種角度進(jìn)行測(cè)量掃描，總能在反射體上找到一點(diǎn)的反射方向與激光掃描方向間沒(méi)有夾角，保證了掃描時(shí)該點(diǎn)的反射能量最佳，由此得到的標(biāo)準(zhǔn)球體即反射體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園，不會(huì)產(chǎn)生變形，在拼接時(shí)不會(huì)產(chǎn)生誤差，有利于提高拼接精度。另如圖1中所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置還包括第二連接桿21、第二反射球2、第三連接桿31和第三反射球3。其中，第二反射球2和第二連接桿21相連，第三反射球3和第三連接桿31相連。并且，第二連接桿21和第三連接桿31與基座4相連，第二反射球2和第三反射球3的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。在本較佳實(shí)施例中，設(shè)置了三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射激光的反射體，克服了單一的標(biāo)準(zhǔn)球體缺乏檢核條件的缺點(diǎn)。并且，當(dāng)被測(cè)物體處于復(fù)雜多變的環(huán)境中時(shí)，使用單一的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體在拼接數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)有一定的難度，而如果同時(shí)使用三個(gè)構(gòu)成一定圖形的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體，可以使得激光掃描儀從多個(gè)角度均能得到同名點(diǎn)的一定圖形效果的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，其后按照一定的匹配算法計(jì)算可以方便準(zhǔn)確的拼接出不同站點(diǎn)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。該三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體的設(shè)置使得拼接更加簡(jiǎn)便和精確。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可僅僅使用一個(gè)單一的標(biāo)準(zhǔn)球體作為反射體，或者使用標(biāo)準(zhǔn)球體和片狀反射體相結(jié)合的方式，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。此外，如圖1中所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體的球心構(gòu)成了一個(gè)三角形，三角形的圖形使得拼接更加簡(jiǎn)便，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可使三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體構(gòu)成其他圖形或使用其他數(shù)量的標(biāo)準(zhǔn)球體構(gòu)成其他圖形，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。如圖1中所示，本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中的第一連接桿11、第二連接桿21和第三連接桿31的長(zhǎng)度分別為0. 5 2米。設(shè)置一定長(zhǎng)度的連接桿(即第一連接桿11、第二連接桿21和第三連接桿31)的原因在于，如果三個(gè)反射球(即第一反射球1、第二反射球2和第三反射球3)之間相互距離太短，會(huì)給激光掃描和構(gòu)成一定的圖形效果帶來(lái)一定的困難。 而在本較佳實(shí)施例中，0. 5 2米的連接桿既能夠保證在同時(shí)安裝三個(gè)反射球時(shí)，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體之間的距離不會(huì)太短，又可以保證三個(gè)反射球在空間上的圖形能達(dá)到預(yù)期的效果。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可采用其他長(zhǎng)度的連接桿，只要能支撐住反射球并能使反射球在空間構(gòu)成一定的圖形即可，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。如圖2中所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一連接桿11、第二連接桿21和第三連接桿31可為可伸縮的連接桿。設(shè)置成可伸縮的連接桿可以方便的調(diào)節(jié)連接桿的長(zhǎng)度， 更加方便的形成反射球在空間上所預(yù)期構(gòu)成的圖形。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可不使用可伸縮的連接桿，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。此外，如圖2中所示，該可伸縮的連接桿可包括外管6、內(nèi)管7和固定鈕8。外管6套在內(nèi)管7的外部，通過(guò)固定鈕8在需要的長(zhǎng)度時(shí)固定住外管6和內(nèi)管7，從而實(shí)現(xiàn)連接桿的伸縮。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可采用其他方式實(shí)現(xiàn)連接桿的伸縮，比如，通過(guò)將外管和內(nèi)管相互套在一起，在合適的長(zhǎng)度上以相互擰緊的方式形成，本實(shí)施例對(duì)此均不作限制。此外，如圖1中所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一連接桿11、第二連接桿 21和第三連接桿31可為橫截面為圓形的圓形桿。其中，圓形的直徑為15 25毫米。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，連接桿也可為其他的形狀和大小，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。如圖3所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一反射球1、第二反射球2和第三反射球3的外表面上設(shè)有一層反光涂料。該反光涂料為高強(qiáng)度的反光涂料，可以較好的反射激光掃描儀發(fā)出的激光，增加測(cè)量反射體的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的清晰度，從而進(jìn)一步提高不同站點(diǎn)的數(shù)據(jù)拼接的分辨率。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可不使用反光涂料，或者使用其他的能夠提高反射能量的材料，或者反射球本身即為反光材料構(gòu)成，本實(shí)用新型對(duì)此均不做限制。此外，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一反射球1、第二反射球2和第三反射球3 的直徑分別為5 15厘米，其中優(yōu)選10厘米。反射球具有一定的大小會(huì)有利于激光掃描， 當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，亦可選用其他直徑的球體，只要激光掃描儀能夠得到清晰的反射球的掃描數(shù)據(jù)即可，本實(shí)用新型對(duì)此不作限制。另外，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一反射球1、第二反射球2和第三反射球3 的重量分別為100 500克，優(yōu)選250克。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，亦可選用其他重量的球體，只要反射球的重量能在空間穩(wěn)定即可，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。并且，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一反射球1、第二反射球2和第三反射球 3均可為實(shí)心或空心的球體，只要本實(shí)用新型的三個(gè)反射球的球體為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球體，對(duì)于球體的內(nèi)部形狀，本實(shí)用新型不作限制。如圖1和圖4中所示，在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，基座4上設(shè)有連接桿接口 41 和腳架接口 42，用于和連接桿及腳架5相連?；?既具有與連接桿相連的接口，又具有與腳架相連的接口，從而使得連接桿和反射球能夠適用于通用的腳架，大大增加了本實(shí)用新型的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置的適用范圍，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便。另如圖4中所示，基座4的形狀為圓柱體，連接桿接口 41和腳架接口 42分別設(shè)于該圓柱體的兩個(gè)平面上。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，基座也可以設(shè)置成其他形狀，本實(shí)施例對(duì)此不作限制。在本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例中，第一反射球、第二反射球和第三反射球分別與第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿通過(guò)螺紋連接，當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，也可通過(guò)卡槽連接，或者采用其他方式實(shí)現(xiàn)連接，只要能使反射球固定在連接桿上，本實(shí)施例對(duì)此均不作限制。在使用和安裝本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例的中基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置時(shí)，可首先在合適的位置架設(shè)測(cè)量腳架，架設(shè)腳架時(shí)按照測(cè)量的有關(guān)要求進(jìn)行；然后將基座安置在腳架上，并將其與腳架固定；其后調(diào)整腳架使基座的上表面保持基本水平；再后在基座上安裝連接桿及反射球，并使反射球和連接桿緊密套接；最后調(diào)節(jié)連接桿的長(zhǎng)度，使反射球處于合適的空間位置。在本較佳實(shí)施例中，第一反射球、第二反射球和第三反射球的球心構(gòu)成三角形。當(dāng)在不同的站點(diǎn)間進(jìn)行掃描的激光掃描儀得出不同站點(diǎn)的掃描數(shù)據(jù)后，利用本實(shí)用新型的反射球的掃描數(shù)據(jù)作為公共點(diǎn)進(jìn)行變換，將不同站點(diǎn)的掃描數(shù)據(jù)統(tǒng)一到同一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng)中， 從而完成掃描數(shù)據(jù)的拼接，重構(gòu)出被測(cè)物體的三維模型及線、面、體、空間等各種制圖數(shù)據(jù)。以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù)人員依本實(shí)用新型的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書(shū)所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其特征在于，包括基座、第一連接桿和第一反射球，所述第一連接桿與基座相連，所述第一反射球和第一連接桿相連，所述第一反射球的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。
2.如權(quán)利要求1所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中還包括第二連接桿、第二反射球、第三連接桿和第三反射球；所述第二反射球和第二連接桿相連，所述第三反射球和第三連接桿相連，所述第二連接桿和第三連接桿與基座相連，所述第二反射球和第三反射球的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。
3.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中第一反射球、第二反射球和第三反射球的球心構(gòu)成三角形。
4.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿的長(zhǎng)度分別為0. 5 2米。
5.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述第一反射球和/或第二反射球和/或第三反射球的外表面上設(shè)有一層反光涂料。
6.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球的直徑分別為5 15厘米。
7.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球的重量分別為100 500克。
8.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球分別與第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿通過(guò)螺紋連接。
9.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述第一反射球、第二反射球和第三反射球分別與第一連接桿、第二連接桿和第三連接桿通過(guò)卡槽連接。
10.如權(quán)利要求2所述的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，其中所述基座上設(shè)有腳架接口，所述基座通過(guò)所述腳架接口與腳架相連。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置，包括基座、第一連接桿和第一反射球，所述第一連接桿與基座相連，所述第一反射球和第一連接桿相連，所述第一反射球的形狀為標(biāo)準(zhǔn)球體。本實(shí)用新型的基于激光雷達(dá)測(cè)量的反射裝置不需布設(shè)大量拼接點(diǎn)、反射方向與激光掃描方向沒(méi)有夾角，保證了掃描時(shí)激光點(diǎn)的反射能量最佳。不管激光掃描儀從何種角度進(jìn)行測(cè)量掃描，反射體的掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)始終是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)園，不會(huì)產(chǎn)生變形，有利于提高拼接精度。同時(shí)，本實(shí)用新型采用了連接桿和基座的設(shè)置，使得安裝和使用更加簡(jiǎn)便。
文檔編號(hào)G01S7/481GK202093167SQ201120145879
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者謝遠(yuǎn)成 申請(qǐng)人:上海市城市建設(shè)設(shè)計(jì)研究院