CN107765263A - 激光扫描装置及移动测量系统 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供了一种激光扫描装置及移动测量系统，涉及激光扫描技术领域。激光扫描装置包括激光发射模块、旋转模块、激光接收模块、数据采集模块以及数据处理模块，激光发射模块以及激光接收模块设置于旋转模块一侧，旋转模块用于改变激光的方向，以使激光照射至目标场景的各个位置的目标物，激光接收模块用于接收由目标物反射的激光并进行光电转换获得电信号，数据处理模块用于处理电信号获得发射的激光与接收的激光的时间差，数据采集模块用于采集激光发射模块、旋转模块以及数据处理模块的数据，以获得目标场景的点云数据。该激光扫描装置可以获得目标场景的三维空间的三维数据，并且该装置可在无GNSS信号的条件下进行移动测量。

Description

激光扫描装置及移动测量系统
技术领域
本发明涉及激光扫描技术领域，具体而言，涉及一种激光扫描装置及移动测量系统。
背景技术
现有的激光扫描装置由于仅能扫描一个平面区域的目标区域，而不能扫描整个三维空间的区域。在应用到三维数字模型的构建系统时，需要结合全球卫星导航系统(GNSS)以及惯性测量单元(IMU)进行集成和数据融合，而全球卫星导航系统(GNSS)具有信号因素的局限性，限制了其系统的使用环境。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种激光扫描装置及移动测量系统，以改善上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种激光扫描装置，所述激光扫描装置包括激光发射模块、旋转模块、激光接收模块、数据采集模块以及数据处理模块，所述激光发射模块以及所述激光接收模块设置于所述旋转模块一侧，所述激光发射模块用于发射激光，所述旋转模块用于改变所述激光的方向，以使所述激光照射至目标场景的各个位置的目标物，所述激光接收模块用于接收由所述目标物反射的激光并进行光电转换获得电信号，所述数据处理模块用于处理所述电信号获得所述激光发射模块发射的激光与所述激光接收模块接收的激光的时间差，所述数据采集模块用于采集所述激光发射模块、所述旋转模块以及所述数据处理模块的数据，以获得所述目标场景的点云数据。
在本发明较佳实施例中，所述旋转模块包括第一反射镜、第二反射镜、第一转动模块以及第二转动模块，所述第一转动模块的转动轴与所述第二转动模块的转动轴垂直，所述第一转动模块与所述第一反射镜连接，所述第二转动模块与所述第二反射镜连接，所述第一转动模块用于带动第一反射镜、所述第二反射镜以及整个所述旋转模块转动，所述第二转动模块用于带动第二反射镜转动，所述激光发射模块发射的激光经过第一反射镜反射后，再经过所述第二反射镜反射后入射至所述目标物，所述第一转动模块用于带动整个所述旋转模块转动，所述第二转动模块用于带动第二反射镜转动，以使所述激光发射模块发射的激光可以照射至所述目标场景的各个位置的目标物。
在本发明较佳实施例中，所述第一转动模块包括第一电机、第一电机驱动单元以及第一角度编码器，所述第一电机与所述第一角度编码器连接，所述第一电机用于带动所述第二转动模块包括第二电机、第二电机驱动单元以及第二角度编码器，所述第二电机与所述第二角度编码器连接，所述第一角度编码器用于检测所述第一电机的旋转角度，所述第二角度编码器用于检测所述第二电机的旋转角度。
在本发明较佳实施例中，所述激光接收模块包括聚光单元以及光电探测单元，所述聚光单元用于对由所述目标物反射的激光进行聚光整理，所述光电探测单元用于将经过所述聚光单元聚光处理后的激光进行光电转换获得电信号。
在本发明较佳实施例中，所述聚光单元包括滤光片以及聚光透镜，所述滤光片用于对由所述目标物反射的激光进行滤光，所述聚光透镜用于对所述滤光片滤光后的光进行聚光。
在本发明较佳实施例中，所述激光接收模块还包括信号放大单元，所述信号放大单元与所述光电探测单元连接，所述信号放大单元用于对所述电信号进行放大，所述信号放大单元包括多路放大电路，所述多路放大电路的放大倍数分别对应多个预设放大倍数。
在本发明较佳实施例中，所述激光发射模块包括激光产生单元、激光驱动单元以及光学准直单元，所述激光驱动单元与所述激光产生单元连接，所述激光驱动单元用于驱动所述激光产生单元产生激光，所述光学准直单元用于将所述激光产生单元产生的激光调整为准直的激光。
一种移动测量系统，所述定位装置包括处理装置、惯性测量装置以及上述的激光扫描装置，所述处理装置分别与所述惯性测量装置以及所述激光扫描装置连接，所述惯性测量装置用于获取所述移动测量系统的运动数据，所述处理装置用于基于预设的slam算法对所述激光扫描装置的采集模块采集的目标场景的点云数据以及所述惯性测量装置获取的运动数据进行处理，以获取所述目标场景的三维图像。
本发明实现的有益效果：本发明实施例提供的激光扫描装置及移动测量系统，该激光扫描装置包括激光发射模块、旋转模块、激光接收模块、数据采集模块以及数据处理模块，激光发射模块以及激光接收模块设置于旋转模块一侧，激光发射模块用于发射激光，旋转模块用于改变激光的方向，以使激光照射至目标场景的各个位置的目标物，激光接收模块用于接收由目标物反射的激光以及激光发射模块发射的激光并进行光电转换获得电信号，数据处理模块用于处理电信号获得激光发射模块发射的激光与激光接收模块接收的激光的时间差，数据采集模块用于采集激光发射模块、旋转模块以及数据处理模块的数据，以获得目标场景的点云数据。从而，可以获得目标场景的三维空间的三维数据，可以于移动测量系统中结合惯性测量装置以及预设的slam算法进行实时定位与建图，解决现有技术中的移动测量系统中无GNSS信号的使用环境下无法进行工作的问题。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出了本发明实施例提供的激光扫描装置的一种结构示意图；
图2示出了本发明实施例提供的激光扫描装置的模块图；
图3示出了本发明实施例提供的激光扫描装置的另一种结构示意图；
图4示出了本发明实施例提供的激光扫描装置的信号放大单元所在电路的示意图；
图5示出了本发明实施例提供的移动测量系统的模块图。
图标：100-激光扫描装置；110-激光发射模块；111-激光产生单元；112-激光驱动单元；113-光学准直单元；114-第三反射镜；120-旋转模块；121-第一反射镜；122-第二反射镜；123-第一转动模块；1231-第一电机；1232-第一电机驱动单元；1233-第一角度编码器；124-第二转动模块；1241-第二电机；1242-第二电机驱动单元；1243-第二角度编码器；130-激光接收模块；131-聚光单元；132-光电探测单元；133-信号放大单元；U1-第一放大器；U2-第二放大器；U3-信号滤波器；U4-第三放大器；140-数据采集模块；150-数据处理模块；200-移动测量系统；210-处理装置；230-惯性测量装置。
具体实施方式
激光扫描装置仅能扫描平面区域，使其应用到构建三维模型的系统时，导致限制了系统的使用环境的问题。
鉴于上述情况，发明人经过长期的研究和大量的实践，提供了一种激光扫描装置及移动测量系统以改善现有问题。
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的激光扫描装置通过发射激光对一范围内目标进行非接触测量，接收目标返回的激光信号，基于TOF(Time Of Flight)原理即可获取目标点的距离，再结合高精度的二维旋转扫描即可得到周围被扫描场景的三维数据。当激光扫描仪与全球卫星导航系统(GNSS)和惯性测量单元(IMU)进行集成和数据融合，可以得到激光扫描仪移动轨迹和周围环境的三维数字模型。激光扫描仪、GNSS、IMU集成装在汽车或飞机载体上时，形成车载移动测量系统或机载移动测量系统。目前车载移动测量系统与机载移动测量系统应用广泛，很多场合得以应用，但在一些GNSS信号弱或者没有的地方(如隧道内部、室内、溶洞矿道、高楼下方、树木下方等)或汽车等载体不能进入的地方制约了移动测量系统的应用。因此，发明了一种便携式的即时定位与建图(Slam，simultaneous localization and mapping)装置，它在没有GNSS信号时，利用旋转模块实现旋转扫描4π球面空间，以获得目标场景的点云数据。从而可以再与惯性测量装置结合构成测量系统，以使在测量时的行进过程中获得很多小段的3D场景，再利用slam算法将每小段的3D场景进行自动拼接对齐即可实现即时定位并进行3D构建。
第一实施例
本发明实施例提供了一种激光扫描装置100，请参见图1，该激光扫描装置100包括激光发射模块110、旋转模块120、激光接收模块130、数据采集模块140以及数据处理模块150。其中，激光发射模块110以及激光接收模块130设置于旋转模块120一侧。激光发射模块110用于发射激光，旋转模块120用于改变激光的方向，以使激光照射至目标场景的各个位置的目标物。激光接收模块130用于接收由目标物反射的激光并进行光电转换获得电信号。数据处理模块150用于处理电信号获得激光发射模块110发射的激光与激光接收模块130接收的激光的时间差。数据采集模块140用于采集激光发射模块110、旋转模块120以及数据处理模块150的数据，以获得目标场景的点云数据。
具体的，请参见图1，激光发射单元以及激光接收单元可以设置于旋转模块120一侧，并且激光发射单元与激光接收单元相对设置。激光发射单元出射的激光可以通过旋转单元的光学器件入射至目标物表面，从目标物表面反射回的激光亦可以通过旋转单元的光学器件后入射至激光发射单元的光学器件，再反射至激光接收单元，从而被激光接收单元接收。
当然，请参见图2，数据处理模块150与激光接收模块130连接，具体连接方式可以为电连接。数据采集模块140与激光发射模块110、旋转模块120以及数据处理模块150连接，其具体连接方式可以为电连接。
在本发明实施例中，请参见图3，旋转模块120可以包括第一反射镜121、第二反射镜122、第一转动模块123以及第二转动模块124。其中，第一转动模块123的转动轴与所述第二转动模块124的转动轴处置，第一转动模块123与第一反射镜121连接，第二转动模块124与第二反射镜122连接。第一转动模块123用于带动第一反射镜121、第二反射镜122以及整个旋转模块120转动，第二转动模块124用于带动第二反射镜122转动。激光发射模块110发射的激光经过第一反射镜121反射后，再经过第二反射镜122反射后入射至目标物，第一转动模块123用于带动第一反射镜121及整个旋转模块120转动，第二转动模块124用于带动第二反射镜122转动，以使激光发射模块110发射的激光可以照射至目标场景的各个位置的目标物。
具体的，请参见图3，第一反射镜121与第二反射镜122可以为相对设置。第一转动模块123带动整个旋转模块120转动的同时，第二转动模块124可以带动第二反射镜122转动。从而，可以使激光发射单元入射至第一反射后反射至第二反射镜122的激光的方向发生改变，第二反射镜122也使入射至表面的激光的反射方向发生改变，以达到改变激光出射的方向，并且，第一转动模块123的转动轴与第二转动模块124的转动轴方向垂直，即转动方向所在平面相垂直，从而可以使激光照射4π球面范围内的物体。
进一步的，请参见图3，第一转动模块123包括第一电机1231、第一电机1231驱动单元1232以及第一角度编码器1233。其中，第一电机1231与第一角度编码器1233连接，第一角度编码器1233用于检测第一电机1231的旋转角度，第一电机1231用于带动第一反射镜121转动。
请参见图3，第二转动模块124包括第二电机1241、第二电机1241驱动单元1242以及第二角度编码器1243，第二电机1241与第二角度编码器1243连接，第二角度编码器1243用于检测第二电机1241的旋转角度。第二电机1241用于带动第二反射镜122转动。
可以理解的是，第一电机1231的转动轴作为第一转动模块123的转动轴，第二电机1241的转动轴作为第二转动模块124的转动轴。因此，第一电机1231的转动轴与第二电机1241的转动轴垂直。
第一角度编码器1233以及第二角度编码器1243可以为角度传感器，第一角度编码器1233以及第二角度编码器1243可以分别设置于第一电机1231以及第二电机1241的转动轴，从而，可以检测出第一电机1231带动第一反射镜121转动的角度，第二电机1241带动第二反射镜122转动的角度。
具体的，第一反射镜121可以设置于一壳体，第二反射镜122可以设置于一壳体。第一电机1231以及第二电机1241可以分别通过转动轴与第一反射镜121以及第二反射镜122所在的壳体连接，以实现第一电机1231带动第一反射镜121转动，第二电机1241带动第二反射镜122转动。
在本发明实施例中，请参见图3，激光接收模块130包括聚光单元131以及光电探测单元132。其中，聚光单元131用于对由目标物反射的激光进行聚光整理，光电探测单元132用于将经过聚光单元131聚光处理后的激光进行光电转换获得电信号。
进一步的，请参见图3，聚光单元131包括滤光片以及聚光透镜。其中，滤光片用于对由目标物反射的激光进行滤光，聚光透镜用于对滤光片滤光后的光进行聚光。
在本发明实施例中，请参见图3，激光接收模块130还包括信号放大单元133。信号放大单元133与所述光电探测单元132连接。信号放大单元133用于对电信号进行放大，信号放大单元133包括多路放大电路，多路放大电路的放大倍数分别对应多个预设放大倍数。
例如，请参见图4，信号放大单元133包括4路放大电路。其中，每路放大电路包括共同连接的第一放大器U1，以及分别设置的第二放大器U2、信号滤波器U3以及第三放大器U4。从而，可以实现对光电探测单元132输出的电信号的三级放大。并且，每路放大电路的预设放大倍数，为第一放大器U1的放大倍数、第二放大器U2的放大倍数以及第三放大器U4的放大倍数相乘。并且，可以配合10位的AD转换性能，使接收的激光对应的回波信号的动态范围达到百万倍，满足0.2-300m的动态范围要求，解决回波信号宽动态范围要求的问题。
从而，可以获得激光接收单元接收的激光对应的信号合成后的电信号以及激光发射单元发射激光的时间，以用于数据处理模块150进行处理，获得激光发射模块110发射的激光与激光接收模块130接收的激光的时间差。
在本发明实施例中，激光发射模块110包括激光产生单元111、激光驱动单元112以及光学准直单元113。其中，激光驱动单元112与激光产生单元111连接，激光驱动单元112用于驱动激光产生单元111产生激光，光学准直单元113用于将激光产生单元111产生的激光调整为准直的激光。
在本发明实施例中，激光发射单元还可以包括第三反射镜114，以实现从目标物反射的激光经过旋转模块120后入射至第三反射镜114，经过第三反射镜114反射后入射至激光接收模块130，以实现激光接收模块130对目标物反射回的激光的接收。
在本发明实施例中，数据处理模块150可以是由高速ADC采样与FPGA(Field－Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)采集板组成，可精密测量出激光发射模块110发射的激光即种子光与激光接收模块130接收的激光对应的回波信号的时间差。利用TOF(time of flight，飞行时间)原理可以测得激光扫描装置100与目标物的距离。即其中，L为距离，c为光速，t为激光发射模块110发射激光与激光接收模块130接收激光的时间差。
在本发明实施例中，该激光扫描装置100还可以包括工控模块。用于对激光扫描装置100的其他组件的控制，以及存储其他组件传输的数据。
激光发射模块110发射的激光经过旋转模块120后入射到目标物上发生漫反射，从目标物返回来的激光再次经过精密扫描单元后被激光接收模块130所接收。激光接收模块130将接收到的激光信号波形以及激光发射模块110发射的激光信号进行探测及脉冲信号放大，随后进入数据处理模块150，获得激光发射模块110发射的激光与激光接收模块130接收的激光的时间差。从而可以通过TOF原理得出目标物距离激光扫描装置100的距离。驱动电机带动第一反射镜121以及第二反射镜122旋转，并采集电机带动第一反射镜121以及第二反射镜122转动的角度。使得激光扫描装置100在4π球面空间内进行扫描，通过角度编码器可以采集到每个时刻的方位信息。
本发明实施例提供的激光扫描装置100，利用光学反射镜的旋转进行扫描，从而可以使整个激光扫描装置100的结构的体积小巧，可以更加方便于用户携带。
第二实施例
本发明第二实施例提供了一种移动测量系统200，请参见图5，该移动测量系统200包括处理装置210惯性测量装置230以及本发明第一实施例提供的激光扫描装置100。其中，处理装置210分别与激光扫描装置100以及惯性测量装置230连接，具体连接方式可以为电连接。所述惯性测量装置230用于获取所述移动测量系统200的运动数据，所述处理装置210用于基于预设的slam算法对所述激光扫描装置100的数据采集模块采集的目标场景的点云数据以及所述惯性测量装置230获取的运动数据进行处理，以获取所述目标场景的三维图像。从而可以利用slam算法进行拼接获得三维图像，无需GNSS技术，使移动测量系统200可以在无GNSS信号的时候使用。
在GNSS信号弱或者没有的时候或者移动测量车载、机载系统不能进入而工作人员或机器人可进入的区域，均可采用本发明实施例提供的移动测量系统200获取3D点云数据。本发明实施例提供的移动测量系统200可以采用手持的形式，或者安装在背包、推车等移动载体上，便携方便、操作简单。
综上所述，本发明实施例提供的激光扫描装置及移动测量系统，该激光扫描装置包括激光发射模块、旋转模块、激光接收模块、数据采集模块以及数据处理模块，激光发射模块以及激光接收模块设置于旋转模块一侧，激光发射模块用于发射激光，旋转模块用于改变激光的方向，以使激光照射至目标场景的各个位置的目标物，激光接收模块用于接收由目标物反射的激光并进行光电转换获得电信号，数据处理模块用于处理电信号获得激光发射模块发射的激光与激光接收模块接收的激光的时间差，数据采集模块用于采集激光发射模块、旋转模块以及数据处理模块的数据，以获得目标场景的点云数据。从而，可以获得目标场景的三维空间的三维数据，可以于移动测量系统中结合惯性测量装置以及预设的slam算法进行实时定位与建图，解决现有技术中的移动测量系统中无GNSS信号的使用环境下无法进行工作的问题。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (8)

1.一种激光扫描装置，其特征在于，所述激光扫描装置包括激光发射模块、旋转模块、激光接收模块、数据采集模块以及数据处理模块，所述激光发射模块以及所述激光接收模块设置于所述旋转模块一侧，所述激光发射模块用于发射激光，所述旋转模块用于改变所述激光的方向，以使所述激光照射至目标场景的各个位置的目标物，所述激光接收模块用于接收由所述目标物反射的激光并进行光电转换获得电信号，所述数据处理模块用于处理所述电信号获得所述激光发射模块发射的激光与所述激光接收模块接收的激光的时间差，所述数据采集模块用于采集所述激光发射模块、所述旋转模块以及所述数据处理模块的数据，以获得所述目标场景的点云数据。
2.根据权利要求1所述的激光扫描装置，其特征在于，所述旋转模块包括第一反射镜、第二反射镜、第一转动模块以及第二转动模块，所述第一转动模块的转动轴与所述第二转动模块的转动轴垂直，所述第一转动模块与所述第一反射镜连接，所述第二转动模块与所述第二反射镜连接，所述第一转动模块用于带动所述第一反射镜、所述第二反射镜以及整个所述旋转模块转动，所述第二转动模块用于带动所述第二反射镜转动，所述激光发射模块发射的激光经过所述第一反射镜反射后，再经过所述第二反射镜反射后入射至所述目标物，所述第一转动模块用于带动整个所述旋转模块转动，所述第二转动模块用于带动第二反射镜转动，以使所述激光发射模块发射的激光可以照射至所述目标场景的各个位置的目标物。
3.根据权利要求2所述的激光扫描装置，其特征在于，所述第一转动模块包括第一电机、第一电机驱动单元以及第一角度编码器，所述第一电机与所述第一角度编码器连接，所述第一电机用于带动所述第二转动模块包括第二电机、第二电机驱动单元以及第二角度编码器，所述第二电机与所述第二角度编码器连接，所述第一角度编码器用于检测所述第一电机的旋转角度，所述第二角度编码器用于检测所述第二电机的旋转角度。
4.根据权利要求1所述的激光扫描装置，其特征在于，所述激光接收模块包括聚光单元以及光电探测单元，所述聚光单元用于对由所述目标物反射的激光进行聚光整理，所述光电探测单元用于将经过所述聚光单元聚光处理后的激光进行光电转换获得电信号。
5.根据权利要求4所述的激光扫描装置，其特征在于，所述聚光单元包括滤光片以及聚光透镜，所述滤光片用于对由所述目标物反射的激光进行滤光，所述聚光透镜用于对所述滤光片滤光后的光进行聚光。
6.根据权利要求4所述的激光扫描装置，其特征在于，所述激光接收模块还包括信号放大单元，所述信号放大单元与所述光电探测单元连接，所述信号放大单元用于对所述电信号进行放大，所述信号放大单元包括多路放大电路，所述多路放大电路的放大倍数分别对应多个预设放大倍数。
7.根据权利要求1所述的激光扫描装置，其特征在于，所述激光发射模块包括激光产生单元、激光驱动单元以及光学准直单元，所述激光驱动单元与所述激光产生单元连接，所述激光驱动单元用于驱动所述激光产生单元产生激光，所述光学准直单元用于将所述激光产生单元产生的激光调整为准直的激光。
8.一种移动测量系统，其特征在于，所述移动测量系统包括处理装置、惯性测量装置以及如权利要求1-7任一项所述的激光扫描装置，所述处理装置分别与所述惯性测量装置以及所述激光扫描装置连接，所述惯性测量装置用于获取所述定位装置的运动数据，所述处理装置用于基于预设的slam算法对所述激光扫描装置的采集模块采集的目标场景的点云数据以及所述惯性测量装置获取的运动数据进行处理，以获取所述目标场景的三维图像。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108445467A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种扫描激光雷达系统
CN108957484A (zh) * 2018-09-11 2018-12-07 山东莱恩光电科技股份有限公司 一种agv小车激光扫描安全保护装置
CN109375231A (zh) * 2018-09-25 2019-02-22 维沃移动通信有限公司 一种深度信息获取装置、终端设备及深度信息获取方法
WO2019085376A1 (zh) * 2017-10-30 2019-05-09 武汉海达数云技术有限公司 激光扫描装置及其控制方法、移动测量系统及其控制方法
CN110231606A (zh) * 2018-11-27 2019-09-13 蔚来汽车有限公司 激光扫描装置和包括其的激光雷达装置
CN110345862A (zh) * 2018-04-01 2019-10-18 深圳慎始科技有限公司 一种无滑环式旋转彩色三维建模装置
WO2020124346A1 (zh) * 2018-12-18 2020-06-25 深圳市大疆创新科技有限公司 激光测量装置及无人飞行器
CN112268509A (zh) * 2020-10-16 2021-01-26 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种采用空心关节的激光三维测量仪
CN113272682A (zh) * 2018-12-21 2021-08-17 莱卡地球系统公开股份有限公司 利用激光扫描器和摄像机的现实捕捉
CN117724114A (zh) * 2024-02-09 2024-03-19 深圳市奇航疆域技术有限公司 一种基于激光测距仪的三维激光扫描装置及其方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110988890A (zh) * 2019-12-25 2020-04-10 四川云盾光电科技有限公司 一种飞行物预警激光围栏系统

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102576076A (zh) * 2009-11-20 2012-07-11 法罗技术股份有限公司 用于对环境进行光学扫描和测量的设备
CN103180794A (zh) * 2010-07-26 2013-06-26 联邦科学和工业研究组织 三维扫描束系统和方法
CN204945378U (zh) * 2015-09-14 2016-01-06 无锡中科光电技术有限公司 激光雷达三维扫描装置
CN205899006U (zh) * 2016-06-12 2017-01-18 北京飞思迈尔光电科技有限公司 光学扫描传感器
CN106597659A (zh) * 2016-11-18 2017-04-26 武汉万集信息技术有限公司 激光扫描装置
CN106767513A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 武汉海达数云技术有限公司 三维激光扫描装置
WO2017130397A1 (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 富士通株式会社 位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラム
CN206410678U (zh) * 2016-12-30 2017-08-15 武汉海达数云技术有限公司 三维激光扫描装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106228596B (zh) * 2016-08-05 2019-01-29 吉鸥信息技术（杭州）有限公司 三维激光点云生成方法及装置
CN107765263A (zh) * 2017-10-30 2018-03-06 武汉海达数云技术有限公司 激光扫描装置及移动测量系统

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102576076A (zh) * 2009-11-20 2012-07-11 法罗技术股份有限公司 用于对环境进行光学扫描和测量的设备
CN103180794A (zh) * 2010-07-26 2013-06-26 联邦科学和工业研究组织 三维扫描束系统和方法
CN204945378U (zh) * 2015-09-14 2016-01-06 无锡中科光电技术有限公司 激光雷达三维扫描装置
WO2017130397A1 (ja) * 2016-01-29 2017-08-03 富士通株式会社 位置推定装置、位置推定方法および位置推定プログラム
CN205899006U (zh) * 2016-06-12 2017-01-18 北京飞思迈尔光电科技有限公司 光学扫描传感器
CN106597659A (zh) * 2016-11-18 2017-04-26 武汉万集信息技术有限公司 激光扫描装置
CN106767513A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 武汉海达数云技术有限公司 三维激光扫描装置
CN206410678U (zh) * 2016-12-30 2017-08-15 武汉海达数云技术有限公司 三维激光扫描装置

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019085376A1 (zh) * 2017-10-30 2019-05-09 武汉海达数云技术有限公司 激光扫描装置及其控制方法、移动测量系统及其控制方法
CN108445467B (zh) * 2018-03-26 2021-08-03 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种扫描激光雷达系统
CN108445467A (zh) * 2018-03-26 2018-08-24 宁波傲视智绘光电科技有限公司 一种扫描激光雷达系统
CN110345862A (zh) * 2018-04-01 2019-10-18 深圳慎始科技有限公司 一种无滑环式旋转彩色三维建模装置
CN108957484A (zh) * 2018-09-11 2018-12-07 山东莱恩光电科技股份有限公司 一种agv小车激光扫描安全保护装置
CN108957484B (zh) * 2018-09-11 2023-09-19 山东莱恩光电科技股份有限公司 一种agv小车激光扫描安全保护装置
CN109375231A (zh) * 2018-09-25 2019-02-22 维沃移动通信有限公司 一种深度信息获取装置、终端设备及深度信息获取方法
CN110231606A (zh) * 2018-11-27 2019-09-13 蔚来汽车有限公司 激光扫描装置和包括其的激光雷达装置
WO2020124346A1 (zh) * 2018-12-18 2020-06-25 深圳市大疆创新科技有限公司 激光测量装置及无人飞行器
CN111587382A (zh) * 2018-12-18 2020-08-25 深圳市大疆创新科技有限公司 激光测量装置及无人飞行器
CN113272682A (zh) * 2018-12-21 2021-08-17 莱卡地球系统公开股份有限公司 利用激光扫描器和摄像机的现实捕捉
CN112268509A (zh) * 2020-10-16 2021-01-26 华中科技大学鄂州工业技术研究院 一种采用空心关节的激光三维测量仪
CN117724114A (zh) * 2024-02-09 2024-03-19 深圳市奇航疆域技术有限公司 一种基于激光测距仪的三维激光扫描装置及其方法
CN117724114B (zh) * 2024-02-09 2024-04-19 深圳市奇航疆域技术有限公司 一种基于激光测距仪的三维激光扫描装置及其方法

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