CN211926762U - 一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，包括三维激光扫描仪单元和一个或数个标靶单元。本实用新型可以在满足排口排查要求情况下，精确测定排口三维坐标、暗涵平面位置、暗涵纵横断面及暗涵三维建模，同时人员不用下暗涵作业，减小作业的安全风险。

Description

一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置

技术领域

本实用新型涉及一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，主要适用于城市暗涵排口精准排查及定位。

背景技术

当前国家对水环境治理不断重视，国务院印发了《水污染防治行动计划》，明确提出到2020年，地级及以上城市建成区黑臭水体均控制在10％以内。全国各城市积极响应，不断加大城市水环境治理力度，涌现了大批城市水环境治理工程。珠三角区域位于我国南部，属亚热带气候，年降雨量大，区域内水系发达，同时作为我国改革前沿阵地，城市化进程快，存在大量水环境治理问题，随着水环境治理的不断深入，全面根治黑臭水体，需对城市暗涵进行全面排查。

目前城市雨水系统排水大量采用的是暗涵的形式，暗涵内部存在大量污水管错接乱接，查明暗涵内部错接乱接情况成为城市水环境治理需要解决的问题。对于这种问题现场排查及定位常采用人工摄像+全站仪测量组合、三维激光扫描、CCTV及管道潜望镜(QV)等方法。CCTV和QV这两种方法无法取得完整的测量定位资料提供设计，通常只是辅助手段。通常采用的是人工摄像+全站仪测量组合和三维激光扫描这两种方法，其特点如下：

(1)人工摄像+全站仪测量组合方法作为传统暗涵排查方式可以清楚查明暗涵内错接乱接、偷排情况，具有成像直观，排口定位精度高，可以准确测量管道暗涵平面位置、纵横断面等特点，但此操作方式需要人员下涵作业，同时操作配合用人数较多，存在的安全风险大。

(2)三维激光扫描通过高速激光扫描测量的方法，大面积高分辨率地快速获取被测对象表面的三维坐标数据。这种方法测量速度快，作业效率高，采集的信息量大，可精确测定管道暗涵平面位置、纵横断面、排口坐标等，作业人员较少，但此操作方式需要人员下涵作业，存在的安全风险较大。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是：针对上述问题的存在，提供一种操作方便、效率高、安全风险小的排查定位装置，以解决目前水环境治理暗涵排口排查定位难、作业环境恶劣、安全风险大等工程技术难题。为此，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于包括三维激光扫描仪单元和一个或数个标靶单元；

所述标靶单元包括第一三脚架、第一全球导航卫星系统和标靶，所述第一三脚架上设置第一吊杆，所述第一吊杆处在第一三脚架的基座的下方并与基座连接杆的底端连接，使得第一吊杆的底端至少低于第一三脚架架腿底端一米以上；第一吊杆的底端设置所述标靶，所述第一全球导航卫星系统被设置在第一三脚架上并和所述标靶被设置为在同一铅垂线上；

所述三维激光扫描仪单元包括第二三脚架、第二全球导航卫星系统和三维激光扫描仪，所述第二三脚架上设置第二吊杆，所述第二吊杆处在第二三脚架的基座的下方并与基座连接杆的底端连接，使得第二吊杆的底端至少低于第二三脚架架腿底端一米以上；所述三维激光扫描仪与第二吊杆的底端连接，所述全球导航卫星系统被设置在第二三脚架上并和所述三维激光扫描仪被设置为在同一铅垂线上。

所述全球导航卫星系统可以采用北斗接收机、GPS接收机。

进一步地，全球导航卫星系统处于三脚架基座的上方，被安装在基座连接杆的顶端。

进一步地，三脚架的基座连接杆上设置水准气泡。

进一步地，所述基座连接杆的上部与三脚架的基座连接。

进一步地，所述基座连接杆的上部与三脚架的基座可调节的连接，而能够调节其安装高度。

进一步地，所述标靶和第一吊杆可拆卸地连接，所述三维激光扫描仪与第二吊杆可拆卸地连接。

进一步地，全球导航卫星系统可拆卸地与基座连接杆的顶端连接。

进一步地，吊杆和基座连接杆可拆卸地伸缩连接。

采用本实用新型的装置，进行城市暗涵排口精准排查，其操作方法是在其中一个检查井或人工开孔部位设置三维激光扫描仪单元，在该检查井或人工开孔部位地面上架上第二三脚架，把第二吊杆安装在基座连接杆的下端，在第二吊杆的下端连接三维激光扫描仪，使得三维激光扫描仪能够在暗涵内正常工作。在相邻的检查井或人工开孔部位设置标靶单元，同样操作，使得其下端的标靶处在暗涵内，能够配合三维激光扫描仪使用。

在标靶单元和三维激光扫描仪单元的三脚架基座连接杆顶端分别架装第一和第二全球导航卫星系统，再整平仪器，量取第二全球导航卫星系统到三维激光扫描仪和第一全球导航卫星系统到标靶的高度。用第一和第二全球导航卫星系统分别测量标靶及三维激光扫描仪所在位置的三维坐标。

以上过程可参见图1。

然后，开启三维激光扫描仪获取周边暗涵表面相对的三维坐标数据，通过内业数据处理，利用通过全球导航卫星系统测得的绝对坐标，将暗涵点云相对坐标值转换成绝对坐标值。内业处理在完成坐标转换后，即可以得到由点云数据组成的可量测的暗涵模型。内业人员利用三维灰度全景影像结合点云数据找到暗涵内部排口位置进行测量，并对测量值提取输出，完成排口位置定位、尺寸测量、材质及属性分析。

本实用新型的有益效果是：可以在满足排口排查要求情况下，精确测定排口三维坐标、暗涵平面位置、暗涵纵横断面及暗涵三维建模，同时人员不用下暗涵作业，减小作业的安全风险。

附图说明

图1是利用本实用新型进行排查工作的示意图。

图2是本实用新型标靶单元架设示意图。

图3是本实用新型三维激光扫描仪单元架设示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1所示，一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，包括标靶单元100和三维激光扫描仪单元200。

所述标靶单元包括第一三脚架11、第一全球导航卫星系统12和标靶13，所述第一三脚架11上设置第一吊杆14，所述第一吊杆14处在第一三脚架11的基座15的下方并与基座连接杆16的底端套接并用螺丝17固定而可伸缩调节地可拆式连接，使得第一吊杆14的底端至少低于第一三脚架11架腿底端一米以上并能调节伸入暗涵300的长度，这样，其下端所连的标靶13能够处在暗涵的中上部，标靶13与第一吊杆14的底端可拆式连接，所述第一全球导航卫星系统12被可拆卸地连接在基座连接杆16的顶端。所述第一全球导航卫星系统12和所述标靶13被设置为在同一铅垂线上。第一三脚架的基座15上设置水准气泡。所述基座连接杆16的上部与三脚架的基座15通过螺丝18连接，而能够调节基座连接杆16的安装高度，能够方便地协调与三维激光扫描仪23之间的高度匹配以及调节第一全球导航卫星系统12的高度。

所述三维激光扫描仪单元包括第二三脚架21、第二全球导航卫星系统22和三维激光扫描仪23，所述第二三脚架21上设置第二吊杆24，所述第二吊杆24处在第二三脚架21的基座25的下方并与基座连接杆26的底端套接并用螺丝27固定而可伸缩调节地可拆式连接，使得第二吊杆24的底端至少低于第一三脚架21架腿底端一米以上并能调节伸入暗涵300的长度，这样，其下端所连的三维激光扫描仪23能够处在暗涵的中上部，三维激光扫描仪23与第二吊杆24的底端可拆式连接，所述第二全球导航卫星系统22被可拆卸地连接在基座连接杆26的顶端。所述第二全球导航卫星系统22和所述三维激光扫描仪23被设置为在同一铅垂线上。第二三脚架的基座25上设置水平仪。所述基座连接杆26的上部与三脚架的基座25通过螺丝28连接，而能够调节基座连接杆26的安装高度，能够方便地协调与标靶13之间的高度匹配以及调节第二全球导航卫星系统22的高度。

一般地配设两个标靶单元。如前所述，在暗涵300的一个检查井或人工开孔部位401设置三维激光扫描仪单元，在与该检查井或人工开孔部位前后相邻的检查井或人工开孔部位402、403分别设置标靶单元，如图1所示。

以上所述仅为本次实用新型的实施例，并非限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于包括三维激光扫描仪单元和一个或数个标靶单元；

所述标靶单元包括第一三脚架、第一全球导航卫星系统和标靶，所述第一三脚架上设置第一吊杆，所述第一吊杆处在第一三脚架的基座的下方并与基座连接杆的底端连接，使得第一吊杆的底端至少低于第一三脚架架腿底端一米以上；第一吊杆的底端设置所述标靶，所述第一全球导航卫星系统被设置在第一三脚架上并和所述标靶被设置为在同一铅垂线上；

所述三维激光扫描仪单元包括第二三脚架、第二全球导航卫星系统和三维激光扫描仪，所述第二三脚架上设置第二吊杆，所述第二吊杆处在第二三脚架的基座的下方并与基座连接杆的底端连接，使得第二吊杆的底端至少低于第二三脚架架腿底端一米以上；所述三维激光扫描仪与第二吊杆的底端连接，所述全球导航卫星系统被设置在第二三脚架上并和所述三维激光扫描仪被设置为在同一铅垂线上。

2.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于全球导航卫星系统处于三脚架基座的上方，被安装在基座连接杆的顶端。

3.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于三脚架的基座连接杆上设置水准气泡。

4.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于所述基座连接杆的上部与三脚架的基座连接。

5.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于所述基座连接杆的上部与三脚架的基座可调节的连接，而能够调节其安装高度。

6.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于所述标靶和第一吊杆可拆卸地连接，所述三维激光扫描仪与第二吊杆可拆卸地连接。

7.如权利要求2所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于全球导航卫星系统可拆卸地与基座连接杆的顶端连接。

8.如权利要求1所述的一种基于三维激光扫描的城市暗涵排口精准排查装置，其特征在于吊杆和基座连接杆可拆卸地伸缩连接。

Images