CN112902873A - 一种扫描定位标靶 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描定位标靶，包括转换标靶和底座；所述转换标靶用于控制坐标与扫描坐标转换，且其包括标靶球体、反射棱镜和连接杆，所述标靶球体上开设有用于安装反射棱镜的凹槽，所述连接杆的一端与标靶球体连接，另一端与底座连接；所述底座用于将转换标靶与扫描标靶支撑架连接，且其包括底座本体和照明灯，所述底座本体的上端设有用于与连接杆连接的标靶连接柱，其下端设有用于与扫描标靶支撑架连接的底部连接柱；所述照明灯设置于底座本体上，用于为转换标靶尤其是反射棱镜提供光亮，避免了暗光环境对控制坐标与扫描坐标转换测量工作的影响。

Description

一种扫描定位标靶

技术领域

本发明涉及三维激光扫描技术领域，具体地，涉及一种扫描定位标靶。

背景技术

三维激光扫描技术发展迅速，通过该技术获得的扫描点云数据及其衍生成果为很多领域的工程项目提供了新的解决方法，其中该技术在施工监控量测中有非常出色的应用。在施工监控量测中，需要通过测量扫描标靶的施工控制坐标和扫描控制坐标并代入坐标转换公式，获得坐标转换矩阵，进而将全部扫描点云的扫描坐标转换为施工控制坐标。现有很多用于转换扫描坐标与控制坐标的扫描标靶，但此类标靶无法适用于暗光环境。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够在夜晚、施工隧道等暗光环境下使用的控制坐标与扫描坐标转换装置。

为实现上述目的，本发明提供了一种扫描定位标靶，包括转换标靶和底座；所述转换标靶用于控制坐标与扫描坐标的测量，且其包括标靶球体和反射棱镜，所述标靶球体上开设有用于安装反射棱镜的凹槽；所述底座用于支撑转换标靶，且其包括底座本体和照明灯，所述底座本体的上端设有用于与标靶球体连接的标靶连接柱；所述照明灯设置于底座本体上，用于为反射棱镜提供光亮。

优选的，所述底座本体上还设有用于将照明灯的照明光亮反射至反射棱镜上的反光镜，所述反光镜通过反光镜支架与设置于底座本体上的支架固定座连接。

优选的，所述反光镜壳体与反光镜支架通过销轴连接，且所述反光镜壳体与反光镜支架的连接端上还设置有支架限位器，所述反光镜支架与反光镜壳体的连接端上还设有凸起二，当所述反光镜壳体相对于反光镜支架进行旋转时，所述支架限位器对凸起二进行限位，以控制反光镜壳体相对于反光镜支架的旋转角度为度。

优选的，所述反光镜支架与支架固定座通过销轴连接，且所述反光镜支架与支架固定座的连接端设有棱柱形凸起一，当所述反光镜支架相对于支架固定座进行旋转时通过支架固定座的侧面与凸起一的配合进行限位，以控制反光镜支架相对于支架固定座的旋转角度为度。

作为本发明的进一步方案：所述销轴包括连接端、限位端和螺纹端，所述连接端用于反光镜壳体与反光镜支架、反光镜支架与支架固定座的连接，所述限位端用于对反光镜壳体与反光镜支架、反光镜支架与支架固定座的连接进行限位，所述螺纹端用于通过与螺母的连接对反光镜壳体与反光镜支架、反光镜支架与支架固定座的连接进行锁紧固定。

作为本发明的进一步方案：所述底座本体上还设有用于对折叠后的反光镜进行固定的限位器。

作为本发明的进一步方案：所述反光镜支架上设有用于卡装反光镜的空腔。

作为本发明的进一步方案：所述底座本体上还设有用于控制照明灯的开关和用于为照明灯供电的电源，所述照明灯通过连接线缆分别与开关和电源连接。

作为本发明的进一步方案：所述转换标靶上设有连接杆，所述底座上设有用于与连接杆连接的标靶连接柱。

所述标靶连接柱上还设有横向固定柱，所述横向固定柱贯穿标靶连接柱和连接杆设置，用于对连接杆安装于标靶连接柱上的安装位进行限位固定

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过在底座上设置照明灯，以使当扫描标靶置于夜晚、施工隧道等暗光环境时，可为转换标靶提供光亮，使得在测量转换标靶的施工控制坐标时更好的瞄准。

(2)本发明中通过在底座本体上设置反光镜，以便能够更准确地为转换标靶提供光亮。

(3)本发明中通过将反光镜和反光镜支架分别与轴承铰接处由螺栓螺母的方式或以销轴的方式进行固定固定，当固定连接时，可以固定反光镜与反光镜支架、反光镜与反光镜支架之间的角度。由此，照明灯与反光镜存在多种位置关系，为了保证本发明标靶或者改用其他标靶时在不同环境下照明的最佳状态。

(4)本发明中通过将反光镜采用反光镜支架连接，并将反光镜支架设置成与底座本体和反光镜之间分别可旋转的结构，以提高照明灯的照明光亮投射于反光镜上的准确度。

(5)本发明中通过在底座本体上设置限位器，以使反光镜和反光镜支架在收纳时进行固定，减少本申请在不使用时的收占用空间。

(6)本发明中通过在反光镜支架上设置用于卡装反光镜的凹槽，以减少反光镜收纳时的空间。

(7)本发明中通过在底座本体上通过设置为照明灯供电的电源，以增加本申请的适应范围。

(8)本发明中通过在标靶连接柱上设置横向固定柱，以使转换标靶与底座可拆卸设置，便于本申请的收纳和在转站时转换标靶的转向。

(9)本发明中通过将反光镜支架与底座本体之间采用轴承连接，使反光镜支架可相对于底座本体进行不同角度的旋转，并配合设置于底座本体的四侧面上的四个照明灯，以有效保证折射于棱镜上的照明亮度，从而使得在测量站转站后无需重新布设标靶即可提供棱镜的照明以供继续测量，增加了标靶的适用性，节约了人力和工时。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的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是本发明整体结构的轴测示意图；

图2是本发明中转换标靶的整体结构轴测示意图；

图3是本发明中底座轴测爆炸示意图；

图4是本发明中反光镜支架与反光镜、轴承的连接爆炸示意图；

图5是本发明图3中A处组装后的局部放大示意图；

图6是本发明图3中B处组装后的局部放大示意图；

图7是本发明中销轴的结构示意图；

图8是本发明中反光镜和反光镜支架收纳后的底座轴测示意图。

其中：

1、转换标靶，1.1、标靶球体，1.2、反射棱镜，1.3、连接杆；

2、底座，2.1、标靶连接柱，2.2、横向固定柱，2.3、底座本体，2.4、开关，2.5、照明灯，2.6、限位器，2.7、电源，2.8、反光镜，2.8.1、反光镜壳体，2.8.2、反光镜镜体，2.8.3、支架限位器，2.9、反光镜支架，2.9.1、凸起一，2.9.2、凸起二，2.10、连接柱，2.11、支架固定座，2.12、轴承，2.13、底座连接柱，2.14、销轴，2.14.1、连接端，2.14.2、限位端，2.14.3、螺纹端。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

为使本发明的上述目的、特征和优点等能够更加明确易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。需说明的是，本发明附图均采用简化的形式且均使用非精确比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施；本发明中所提及的若干，并非限于附图实例中具体数量；本发明中所提及的‘前’‘中’‘后’‘左’‘右’‘上’‘下’‘顶部’‘底部’‘中部’等指示的方位或位置关系，均基于本发明附图所示的方位或位置关系，而不指示或暗示所指的装置或零部件必须具有特定的方位，亦不能理解为对本发明的限制。

本实施例

参见图1所示，本发明提供的一种扫描定位标靶，包括转换标靶1和底座2，所述转换标靶1安装于底座2上，用于施工坐标与扫描坐标的转换；所述底座2用于支撑转换标靶1。

参见图2所示，所述转换标靶1包括标靶球体1.1、反射棱镜1.2和连接杆1.3，标靶球体1.1上设置有用于嵌入反射棱镜1.2的凹槽，连接杆1.3的一端与标靶球体1.1固定连接，另一端向下延伸设置，用于与底座2连接。

参见图3所示，所述底座2包括标靶连接柱2.1、横向固定柱2.2、底座本体2.3、开关2.4、照明灯2.5、限位器2.6、电源2.7、反光镜2.8、反光镜支架2.9、连接柱2.10、支架固定座2.11、轴承2.12和底座连接柱2.13，所述底座本体2.3设置为圆柱结构或设有至少一个面的柱状结构，且其上、下两端分别设有标靶连接柱2.1和底座连接柱2.13；所述标靶连接柱2.1设置成中空结构，用于使连接杆1.3插入标靶连接柱2.1内，并通过贯穿安装于连接柱1.3和标靶连接柱2.1上的横向固定柱2.2对连接杆1.3与标靶连接柱2.1的相对位置进行限位固定；所述底座连接柱2.13上套设有轴承2.12和支架固定座2.11，并通过连接柱2.10对轴承2.12和支架固定座2.11进行限位固定；所述照明灯2.5优选设置为均匀分布于圆柱结构的底座本体2.3上的若干个或设置为至少一个面的柱状结构的底座本体2.3的每一个面上，并通过连接线缆分别与开关2.4和电源2.7连接，开关2.4用于控制照明灯2.5的开启或关闭，电源2.7用于为照明灯2.5提供电力；所述反光镜支架2.9的两端分别与轴承2.12和反光镜2.8铰接，以通过调节反光镜支架2.9与轴承2.12、反光镜支架2.9与反光镜2.8之间的展开角度，从而使照明灯2.5的照明光亮可通过反光镜2.8反射至反射棱镜1.2上，从而为置于隧道等暗光位置的激光扫描标靶提供光亮。

优选的，所述照明灯2.5凸出于底座本体2.3，且照明灯2.5的灯泡以水平向下的方式设置。

优选的，所述连接柱2.10有不同尺寸的备用件，用于将底座本体2.3与现有棱镜底座、棱镜脚架、三脚架连接，可根据不同底座与脚架的尺寸进行备用件替换。

为实现反光镜支架2.9与轴承2.12、反光镜支架2.9与反光镜2.8之间的展开，参见图4至图7所示，所述反光镜2.8包括反光镜壳体2.8.1和反光镜镜体2.8.2，所述反光镜壳体2.8.1设置有用于卡装反光镜镜体2.8.2的凹槽，以用于保护反光镜镜体2.8.2；所述反光镜壳体2.8.1通过销轴2.14与反光镜支架2.9连接，以实现反光镜2.8可相对于反光镜支架2.9的旋转展开。

优选的，为实现反光镜2.8与反光镜支架2.9之间的展开角度设置为150度，所述反光镜壳体2.8.1与反光镜支架2.9的连接端上还设置有支架限位器2.8.3，所述支架限位器2.8.3设置为凸起结构；所述反光镜支架2.9与反光镜壳体2.8.1的连接端上还设有凸起二2.9.2，当所述反光镜壳体2.8.1相对与反光镜支架2.9进行旋转时，所述支架限位器2.8.3对凸起二2.9.2进行限位，以控制反光镜壳体2.8.1相对于反光镜支架2.9的旋转角度为150度。

优选的，所述反光镜支架2.9与支架固定座2.11通过销轴2.14连接，且所述反光镜支架2.9与支架固定座2.11的连接端设有棱柱形凸起一2.9.1，当所述反光镜支架2.9相对于支架固定座2.11进行旋转时通过支架固定座2.11的侧面与凸起一2.9.1的配合进行限位，以控制反光镜支架2.9相对于支架固定座2.11的旋转角度为90度。

优选的，所述销轴2.14包括连接端2.14.1、限位端2.14.2和螺纹端2.14.3，所述连接端2.14.1用于反光镜壳体2.8.1与反光镜支架2.9、反光镜支架2.9与支架固定座2.11的连接，所述限位端2.14.2用于对反光镜壳体2.8.1与反光镜支架2.9、反光镜支架2.9与支架固定座2.11的连接进行限位，所述螺纹端2.14.3用于通过与螺母(未标示)的连接对反光镜壳体2.8.1与反光镜支架2.9、反光镜支架2.9与支架固定座2.11的连接进行锁紧固定。

参见图8所示，所述底座本体2.3上还设有可将反光镜支架2.9进行折叠后对反光镜2.8进行锁紧固定的限位器2.6，以便于当扫描标靶不需要使用时，可将反光镜2.8进行收纳，以减少扫描标靶的占用空间；

优选的，为更好的减少收纳后的底座2的空间，所述反光镜支架2.9上设置有用于卡装反光镜2.8的空腔。

优选的，为减轻整体结构的重量，所述反光镜壳体2.8.1、反光镜支架2.9、支架固定座2.11、轴承2.12为塑料材料，底座本体2.3、底部连接柱2.10均采用铝合金材料制作而成。

本发明的具体实施方式如下：

转换装置的组装：将转换标靶1和底座2分别组装后，将转换标靶1的连接杆1.3插入底座2的标靶连接柱2.1内，并通过横向固定柱2.2对连接杆1.3插入标靶连接柱2.1内的位置进行限位固定；

转换装置的使用方法：将转换装置设置于固定脚架上后，反射棱镜1.2对准施工坐标测量仪器(通常为全站仪)，打开反射棱镜1.2一侧的开关2.4，以将该侧的照明灯2.5打开，同时，将反光镜支架2.9和反光镜2.8分别展开，旋转支架固定座2.11使照明灯2.5的照明光亮通过反光镜2.8反射至标靶球体1.1尤其是反射棱镜1.2上，并根据需要在扫描视场内设置多个转换装置，根据需要打开其他方向的照明灯2.5，测量人员在暗光环境下可以轻易找到所有转换装置，并测量转换装置的施工控制坐标和扫描坐标，并记录测站编号与对应测站的测量转换装置的施工控制坐标；在施工坐标测量和点云扫描结束后进行转站时，若转换装置不需要移动位置，只需解除横向固定柱2.2对标靶连接柱2.1的限位固定，并旋转转换标靶1，使得所有转换装置的反射棱镜1.2朝向转站后的施工坐标测量仪器，并再次通过横向固定柱2.2进行固定；同时通过轴承2.12旋转支架固定座2.11相同的角度，打开施工坐标测量仪器方向的照明灯，使得反射棱镜1.2被照亮，关闭不需要的照明灯；同时，可根据反射棱镜1.2的实际方向和项目需求，打开多个方向的照明灯2.5，保证转换装置在暗光环境下的使用；重复以上步骤直至监控量测工作完成；拟合同一站扫描点云中转换装置标靶球体1.2的球心坐标，与该标靶球体1.2对应的施工坐标同时代入空间直角坐标系转换公式，解算得到施工坐标与扫描坐标转换矩阵，依此将扫描坐标全部转换为施工坐标。

转换装置的收纳：关闭所有照明灯，将反光镜支架2.9和反光镜2.8分别通过旋转进行关合，使反光镜支架2.9和反光镜2.8收起贴合在底座本体2.3上，实现三维激光扫描标靶的收纳。

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 (10)

1.一种扫描定位标靶，其特征在于：包括转换标靶(1)和底座(2)；

所述转换标靶(1)用于控制坐标与扫描坐标的测量，且其包括标靶球体(1.1)和反射棱镜(1.2)，所述标靶球体(1.1)上开设有用于安装反射棱镜(1.2)的凹槽；

所述底座(2)用于支撑转换标靶(1)，且其包括底座本体(2.3)和照明灯(2.5)，所述底座本体(2.3)的上端设有用于与标靶球体(1.1)连接的标靶连接柱(2.1)；所述照明灯(2.5)设置于底座本体(2.3)上，用于为反射棱镜(1.2)提供光亮。

2.根据权利要求1所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述底座本体(2.3)上还设有用于将照明灯(2.5)的照明光亮反射至反射棱镜(1.2)上的反光镜(2.8)，所述反光镜(2.8)通过反光镜支架(2.9)与设置于底座本体(2.3)上的支架固定座(2.11)连接。

3.根据权利要求2所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述反光镜壳体(2.8.1)与反光镜支架(2.9)通过销轴(2.14)连接，且所述反光镜壳体(2.8.1)与反光镜支架(2.9)的连接端上还设置有支架限位器(2.8.3)，所述反光镜支架(2.9)与反光镜壳体(2.8.1)的连接端上还设有凸起二(2.9.2)，当所述反光镜壳体(2.8.1)相对于反光镜支架(2.9)进行旋转时，所述支架限位器(2.8.3)对凸起二(2.9.2)进行限位，以控制反光镜壳体(2.8.1)相对于反光镜支架(2.9)的旋转角度为150度。

4.根据权利要求3所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述反光镜支架(2.9)与支架固定座(2.11)通过销轴(2.14)连接，且所述反光镜支架(2.9)与支架固定座(2.11)的连接端设有棱柱形凸起一(2.9.1)，当所述反光镜支架(2.9)相对于支架固定座(2.11)进行旋转时通过支架固定座(2.11)的侧面与凸起一(2.9.1)的配合进行限位，以控制反光镜支架(2.9)相对于支架固定座(2.11)的旋转角度为90度。

5.根据权利要求3或4所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述销轴(2.14)包括连接端(2.14.1)、限位端(2.14.2)和螺纹端(2.14.3)，所述连接端(2.14.1)用于反光镜壳体(2.8.1)与反光镜支架(2.9)、反光镜支架(2.9)与支架固定座(2.11)的连接，所述限位端(2.14.2)用于对反光镜壳体(2.8.1)与反光镜支架(2.9)、反光镜支架(2.9)与支架固定座(2.11)的连接进行限位，所述螺纹端(2.14.3)用于通过与螺母的连接对反光镜壳体(2.8.1)与反光镜支架(2.9)、反光镜支架(2.9)与支架固定座(2.11)的连接进行锁紧固定。

6.根据权利要求5所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述底座本体(2.3)上还设有用于对折叠后的反光镜(2.8)进行固定的限位器(2.6)。

7.根据权利要求6所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述反光镜支架(2.9)上设有用于卡装反光镜(2.8)的空腔。

8.根据权利要求2所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述底座本体(2.3)上还设有用于控制照明灯(2.5)的开关(2.4)和用于为照明灯(2.5)供电的电源(2.7)，所述照明灯(2.5)通过连接线缆分别与开关(2.4)和电源(2.7)连接。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述转换标靶(1)上设有连接杆(1.3)，所述底座(2)上设有用于与连接杆(1.3)连接的标靶连接柱(2.1)。

10.根据权利要求9所述的扫描定位标靶，其特征在于：所述标靶连接柱(2.1)上还设有横向固定柱(2.2)，所述横向固定柱(2.2)贯穿标靶连接柱(2.1)和连接杆(1.3)设置，用于对连接杆(1.3)安装于标靶连接柱(2.1)上的安装位进行限位固定。

Images