CN211601865U - 一种基于传感三维测量系统的在线标定装置 - Google Patents

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李海家
林文文
曹相英
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Abstract

本实用新型公开了一种基于传感三维测量系统的在线标定装置，包括激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元；所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元固定于集成板座上，所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元通信连接到计算机；及设置于激光扫描仪正前方的标定板组；所述激光测距传感器为相互垂直设置的三组；所述标定板组包括双轴倾斜台，及固定于双轴倾斜台顶面的旋转台；及设置于旋转台顶面的精密平移台，及固定于精密平移台顶面的标定板和倾角仪；本实用新型的基于传感三维测量系统的在线标定装置，能够完成激光扫描仪和标定板的三轴基础标定，同时能够实现激光扫描仪和惯性测量单元动态标定。

Description

一种基于传感三维测量系统的在线标定装置
技术领域
本实用新型涉及一种三维测量系统标定装置，具体涉及一种基于传感三维测量系统的在线标定装置，属于三维测量系统标定装置技术领域。
背景技术
在钢铁、能源等企业，其原料如矿石、煤等有着大量的需求，其平衡稳定的原料供应链是企业生产的基础。这些原料往往以堆积物的形式存储于料场中，大型堆积物体体积测量为其原料物流管理提供必要的库存数据；为满足现代物流管理自动化的快速测量的特点，目前主流的装置采用二维激光扫描仪测量，将其放置在运动装置上以获取测量对象表面的三维坐标点，通过体积计算算法计算；由于堆积物体积庞大，测量环境恶劣，很难保证运动平台上激光扫描仪位置和姿态的准确定位；为此，中国专利申请号：201510243540.7，公开了一种激光传感三维测量系统的在线标定装置及其标定方法，其如图1所示，该装置包括一个激光扫描仪、一个惯性测量单元、一个激光测距传感器、一个水平运动平台、一个导轨、一个可调节平台、两个不同结构参数的标定板和一台计算机，惯性测量单元安装在激光扫描仪上，激光扫描仪和激光测距传感器都安装在水平运动平台上；水平运动平台沿导轨作直线运动，同时借助水平仪控制可调节平台至水平，标定板按照要求放置在可调节平台上；本发明计算量小，且标定板制作简单，标定过程操作简单，可实现在线和离线标定，但上述标定板结构比较单一，只能够实现激光测距传感器和惯性测量单元标定。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提出了一种基于传感三维测量系统的在线标定装置，能够完成激光扫描仪和标定板的基础标定，同时能够实现激光扫描仪和惯性测量单元动态标定。
本实用新型的基于传感三维测量系统的在线标定装置，包括激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元；所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元固定于集成板座上，所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元通信连接到计算机；及设置于激光扫描仪正前方的标定板组；所述激光测距传感器垂直设置有两组；所述标定板组包括双轴倾斜台，及固定于双轴倾斜台顶面的旋转台；及设置于旋转台顶面的精密平移台，及固定于精密平移台顶面的标定板和倾角仪；所述双轴倾斜台、旋转台、精密平移台和倾角仪均通信连接到计算机，测量标定分为三维测量系统的三轴标定和惯性标定，三轴标定具体如下：调节标定板姿态，使其与激光扫描仪基准坐标系的X坐标轴平行，接着通过激光测距传感器精确测量平面板到坐标原点的直线距离L，激光测距传感器和激光扫描仪输出采集数据，激光扫描仪找到测量点坐标系Y轴长度与直线距离L相等时，测量是精确的，平移平面板，使L产生变化，完成多次测量，并将精确测量点输出；完成平行X坐标轴的测量；接着，调节标定板姿态，使其与激光扫描仪基准坐标系的Y坐标轴平行，接着通过激光测距传感器精确测量平面板到坐标原点的直线距离L，激光测距传感器和激光扫描仪输出采集数据，激光扫描仪找到测量点坐标系Y轴长度与直线距离L相等时，测量是精确的，平移平面板，使L产生变化，完成多次测量，并将精确测量点输出；完成平行X坐标轴的测量；接着完成Z轴和Y轴测试，完成测试后，根据坐标点进行拟合曲线，从而根据拟合曲线和标定板实际行进直线进行比较完成三维测量系统的静态标定，其中，动态标定时，调节标定板姿态，通过激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元进行行进测试标定，其为现有技术，在此不再详述其具体结构。
作为优选，标定板为平面板、三角棱板或多角棱板。
进一步地，所述精密平移台为三轴精密平移台。
本实用新型与现有技术相比较，本实用新型的基于传感三维测量系统的在线标定装置，能够完成激光扫描仪和标定板的三轴基础标定，同时能够实现激光扫描仪和惯性测量单元动态标定。
附图说明
图1是本实用新型的现有技术结构示意图。
图2是本实用新型的实施例1结构示意图。
具体实施方式
实施例1：
如图2所示的基于传感三维测量系统的在线标定装置，包括激光扫描仪1、激光测距传感器2和惯性测量单元3；所述激光扫描仪1、激光测距传感器2和惯性测量单元3固定于集成板座4上，所述激光扫描仪1、激光测距传感器2和惯性测量单元3通信连接到计算机；及设置于激光扫描仪正前方的标定板组；所述激光测距传感器2垂直设置有两组；所述标定板组包括双轴倾斜台4，及固定于双轴倾斜台顶面的旋转台5；及设置于旋转台顶面的精密平移台6，及固定于精密平移台顶面的标定板7和倾角仪8；所述双轴倾斜台4、旋转台5、精密平移台6和倾角仪8均通信连接到计算机，测量标定分为三维测量系统的三轴标定和惯性标定，三轴标定具体如下：调节标定板姿态，使其与激光扫描仪基准坐标系的X坐标轴平行，接着通过激光测距传感器精确测量平面板到坐标原点的直线距离L，激光测距传感器和激光扫描仪输出采集数据，激光扫描仪找到测量点坐标系Y轴长度与直线距离L相等时，测量是精确的，平移平面板，使L产生变化，完成多次测量，并将精确测量点输出；完成平行X坐标轴的测量；接着，调节标定板姿态，使其与激光扫描仪基准坐标系的Y坐标轴平行，接着通过激光测距传感器精确测量平面板到坐标原点的直线距离L，激光测距传感器和激光扫描仪输出采集数据，激光扫描仪找到测量点坐标系Y轴长度与直线距离L相等时，测量是精确的，平移平面板，使L产生变化，完成多次测量，并将精确测量点输出；完成平行X坐标轴的测量；接着完成Z轴和Y轴测试，完成测试后，根据坐标点进行拟合曲线，从而根据拟合曲线和标定板实际行进直线进行比较完成三维测量系统的静态标定，其中，动态标定时，调节标定板姿态，通过激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元进行行进测试标定，其为现有技术，在此不再详述其具体结构。
其中，标定板7为平面板、三角棱板或多角棱板。所述精密平移台6为三轴精密平移台。
上述实施例，仅是本实用新型的较佳实施方式，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。

Claims (3)

1.一种基于传感三维测量系统的在线标定装置，包括激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元；所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元固定于集成板座上，所述激光扫描仪、激光测距传感器和惯性测量单元通信连接到计算机；及设置于激光扫描仪正前方的标定板组；其特征在于：所述激光测距传感器为相互垂直设置的三组；所述标定板组包括双轴倾斜台，及固定于双轴倾斜台顶面的旋转台；及设置于旋转台顶面的精密平移台，及固定于精密平移台顶面的标定板和倾角仪；所述双轴倾斜台、旋转台、精密平移台和倾角仪均通信连接到计算机。
2.根据权利要求1所述的基于传感三维测量系统的在线标定装置，其特征在于：所述标定板为平面板、三角棱板或多角棱板。
3.根据权利要求1所述的基于传感三维测量系统的在线标定装置，其特征在于：所述精密平移台为三轴精密平移台。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113418452A (zh) * 2021-05-31 2021-09-21 武汉云卓环保工程有限公司 一种用于堆积物体测量的激光扫描装置
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