CN214151041U - 背负式激光雷达设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种背负式激光雷达设备，包括背负壳体、支撑架、第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线和计算机；背负壳体远离人体的一侧设置有安装槽；支撑架中的第二连接体的底部与安装槽通过调节组件转动连接，从而可以调节第二连接体的位置，便于针对不同的场景满足扫描需求；第一激光雷达组件垂直于第二连接体的连接端面，用于竖直方向视场角进行扫描；第一激光雷达组件水平设置在第一连接体的上端，用于对水平视场角进行扫描，实现了水平方向和垂直方向的无死角扫描，且能够满足小型化、轻量化的使用需求。

Description

背负式激光雷达设备

技术领域

本实用新型涉及激光雷达领域，具体涉及一种背负式激光雷达设备。

背景技术

近几年电力工业中，我国正在加快电网建设，电力规模得到大规模发展，人民对电力需求越来越大，而电力生产的安全性、稳定性也对有关部门提出了更高要求。当电网跨区域建设时，线路就会显得复杂冗长，尤其当线路穿越茂密植被覆盖地区时，电力线路设计和建设极其复杂，因此，输电线路进行电力线巡查和可视化管理工作将会遇到各种各样的困难。电网运营维护管理部门重中之中的首要工作是进行电力巡线，但它波及范围广、横跨复杂区域，从而进行线路设计时，提出了更严格的要求如最初线路详细规划勘测、线路图纸的精确规划、施工运营的安全运行。然而，输电线路地形如何布设、地形复杂度，也影响着线路的安全运行。

背负式激光雷达设备是目前研究比较火热的一款产品，在地下管线扫描、室内建模等领域应用较多，用于电力巡检的研究较少。目前市面上常见的激光雷达设备产品，多为单激光头设备，扫描范围有限，扫描得到的电力杆塔顶端数据不完整，无法满足精细巡检需求，同时，还存在不能满足小型化、轻量化设计。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种背负式激光雷达设备，能够解决现有技术中存在的上述问题。

基于上述目的，本实用新型提供的背负式激光雷达设备，包括：背负壳体、支撑架、第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线和计算机；

所述背负壳体远离人体的一侧设置有安装槽；

所述支撑架包括水平设置第一连接体和竖直设置的第二连接体，所述第一连接体连接在所述第二连接体的上端，所述第二连接体的底部与所述安装槽通过调节组件转动连接；

所述第一激光雷达组件与所述第二连接体相连接，并且，所述第一激光雷达组件垂直于所述第二连接体的连接端面，用于竖直方向视场角进行扫描；

所述第二激光雷达组件与所述第一连接体相连接，并且，所述第一激光雷达组件水平设置在第一连接体的上端，用于对水平视场角进行扫描；

所述IMU惯性测量单元与所述第一连接体相连接；

所述GNSS天线与所述第二激光雷达组件的上端连接；

所述计算机设置在所述背负壳体内，所述计算机分别所述第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线电连接。

进一步的，所述第二连接体的侧面设置有呈三角形的凸起部，所述凸起部的顶面用于连接所述第一激光雷达组件。

进一步的，包括电池，所述电池与第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线和计算机电连接。

进一步的，所述背负壳体内设置有第一仓体和第二仓体，所述背负壳体靠近人体的一侧设置有仓门，所述电池设置在第一仓体内，所述计算机设置在所述第二仓体内。

进一步的，所述背负壳体内设置有第三仓体，所述第三仓体内设置有存储装置，所述存储装置与所述计算机电连接。

进一步的，所述调节组件包括微型减速电机，其设置在所述背负壳体内，所述微型减速电机与计算机电连接，所述第二连接体的底部两侧设置有转轴，所述转轴与所述安装槽两侧壁上的安装孔连接，所述微型减速电机与其中一个转轴连接。

进一步的，所述第一连接体和第二连接体内具有用于走线的通道。

进一步的，还包括背板，所述背板设置在所述背负壳体靠近人体的一侧。

进一步的，所述背负壳体上设置有多个散热孔。

进一步的，所述背负壳体上的两侧设置有把手。

采用上述技术方案，本实用新型提供的背负式激光雷达设备的技术效果有：

1、背负壳体远离人体的一侧设置有安装槽；支撑架中的第二连接体的底部与安装槽通过调节组件转动连接，从而可以调节第二连接体的位置，便于针对不同的场景满足扫描需求；

2、第一激光雷达组件垂直于第二连接体的连接端面，用于竖直方向视场角进行扫描；第一激光雷达组件水平设置在第一连接体的上端，用于对水平视场角进行扫描，实现了水平方向和垂直方向的无死角扫描，且能够满足小型化、轻量化的使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的背负式激光雷达设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的背负式激光雷达设备的侧视图；

图3为本实用新型实施例提供的背负式激光雷达设备中，调节组件与支撑架的连接结构示意图。

附图标记：10-背负壳体；11-安装槽；12-第一仓体；13-第二仓体；15-第三仓体；16-散热孔；20-支撑架；21-第一连接体；22-第二连接体；221-凸起部；222-转轴；30-第一激光雷达组件；40-第二激光雷达组件；50-IMU惯性测量单元；60-GNSS天线；70-调节组件；80-背板；90-把手。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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实用新型中的具体含义。

具体的，如图1、图2和图3所示，本实施例提供的背负式激光雷达设备，包括：背负壳体10、支撑架20、第一激光雷达组件30、第二激光雷达组件40、IMU惯性测量单元50、GNSS天线60和计算机；

背负壳体10设置为背包形状，背负壳体10远离人体的一侧设置有安装槽11；

支撑架20包括水平设置第一连接体21和竖直设置的第二连接体22，第一连接体21连接在第二连接体22的上端，第二连接体22的底部与安装槽11通过调节组件70转动连接；此处，第二连接体22采用转动连接的结构形式，可以调节第二连接体22的位置，便于针对不同的场景满足扫描需求；

第一激光雷达组件30与第二连接体22相连接，并且，第一激光雷达组件30垂直于第二连接体22的连接端面，用于竖直方向视场角进行扫描；

第二激光雷达组件40与第一连接体21相连接，并且，第一激光雷达组件30水平设置在第一连接体21的上端，用于对水平视场角进行扫描；

IMU惯性测量单元50与第一连接体21相连接；

GNSS天线60与第二激光雷达组件40的上端连接；

计算机设置在背负壳体10内，计算机分别第一激光雷达组件30、第二激光雷达组件40、IMU惯性测量单元50、GNSS天线60电连接。

本实施例技术方案中，第一激光雷达组件30包括Pandar40P激光雷达传感器，Pandar40P是一款40线机械式激光雷达，其内部包含40个激光器，通过360°旋转进行3D成像。Pandar40P外壳内，有40对固定安装在转子上的激光发射和接收装置，通过内部电机旋转进行水平方向360°的扫描。由于Pandar40P激光雷达传感器采用垂直安装方式，用于对竖直方向视场角进行扫描；

其中，第二激光雷达组件40采用Velodyne VLP-16激光雷达传感器，该传感器是其3D LiDAR产品系列中最小、最新且最先进的产品。实现收发数据、360度全覆盖、3D距离测量以及校准发射测量，有效范围为100米，支持16通道、每秒300,0000点、360°水平视场角以及30°垂直视场角。

IMU惯性测量单元50采用由xsens公司设计制造的MTi系列产品，是基于微型MEMS惯性传感技术的运动、方向和位置测量产品，并在该领域处于领先地位。其特点为低成本、高精确度，MTi的这些特性使其能够用于小型车辆、飞机的控制、稳定和导航，航海运输等领域，并表现出良好的使用性能。

优选地，第二连接体22的侧面设置有呈三角形的凸起部221，凸起部221的顶面用于连接第一激光雷达组件30。此外，凸起部221还起到加强第二连接体22的结构强度的作用。

优选地，该背负式激光雷达设备包括电池，电池与第一激光雷达组件30、第二激光雷达组件40、IMU惯性测量单元50、GNSS天线60和计算机电连接，用于提供电源。

优选地，背负壳体10内设置有第一仓体12和第二仓体13，背负壳体10靠近人体的一侧设置有仓门，仓门可以通过合页与背负壳体10转动连接，电池设置在第一仓体12内，仓门可以关闭第一仓体12，起到密封的作用，计算机设置在第二仓体13内，并且，第一仓体12和第二仓体13设置为贯通，便于装配电池和计算机。

优选地，背负壳体10内设置有第三仓体15，第三仓体15内设置有存储装置，存储装置与计算机电连接，存储装置可以起到存储数据的作用。

优选地，调节组件70包括微型减速电机，其设置在背负壳体10内，例如，可以在背负壳体10内的靠近上部位置设置电机仓，用于容纳微型减速电机，微型减速电机与计算机电连接，第二连接体22的底部两侧设置有转轴222，转轴222与安装槽11两侧壁上的安装孔连接，使第二连接体22通过转轴222可以相对背负壳体10转动，微型减速电机与其中一个转轴222连接，计算机输出控制信号至微型减速电机，使微型减速电机正转或反转，从而实现对第二连接体22上的第一激光雷达组件30扫描角度的调节。

优选地，第一连接体21和第二连接体22内具有用于走线的通道，计算机、电池、第一激光雷达组件30、第二激光雷达组件40、IMU惯性测量单元50、GNSS天线60之间的连接电线可以通过上述的通道进行走线，从而可以避免电线外露的问题，优化了产品结构。

优选地，该背负式激光雷达设备还包括背板80，背板80设置在背负壳体10靠近人体的一侧，背板80与背负壳体10之间可以通过螺钉连接，方便拆卸，背板80上可以连接背带，方便工作人员佩戴使用。

优选地，背负壳体10上设置有多个散热孔16，起到对背负壳体10内部电池和计算机的散热作用。

优选地，背负壳体10的两侧设置有把手90。

本实施例中提供的背负式激光雷达设备，相对于现有技术，具有的主要优点有：

1、背负壳体10远离人体的一侧设置有安装槽11；支撑架20中的第二连接体22的底部与安装槽11通过调节组件70转动连接，从而可以调节第二连接体22的位置，便于针对不同的场景满足扫描需求；

2、第一激光雷达组件30垂直于第二连接体22的连接端面，用于竖直方向视场角进行扫描；第一激光雷达组件30水平设置在第一连接体21的上端，用于对水平视场角进行扫描，实现了水平方向和垂直方向的无死角扫描，且能够满足小型化、轻量化的使用需求。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种背负式激光雷达设备，其特征在于，包括：背负壳体、支撑架、第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线和计算机；

所述背负壳体远离人体的一侧设置有安装槽；

所述支撑架包括水平设置第一连接体和竖直设置的第二连接体，所述第一连接体连接在所述第二连接体的上端，所述第二连接体的底部与所述安装槽通过调节组件转动连接；

所述第一激光雷达组件与所述第二连接体相连接，并且，所述第一激光雷达组件垂直于所述第二连接体的连接端面，用于对竖直方向视场角进行扫描；

所述第二激光雷达组件与所述第一连接体相连接，并且，所述第一激光雷达组件水平设置在第一连接体的上端，用于对水平视场角进行扫描；

所述IMU惯性测量单元与所述第一连接体相连接；

所述GNSS天线与所述第二激光雷达组件的上端连接；

所述计算机设置在所述背负壳体内，所述计算机分别所述第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线电连接。

2.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述第二连接体的侧面设置有呈三角形的凸起部，所述凸起部的顶面用于连接所述第一激光雷达组件。

3.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，包括电池，所述电池与第一激光雷达组件、第二激光雷达组件、IMU惯性测量单元、GNSS天线和计算机电连接。

4.根据权利要求3所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述背负壳体内设置有第一仓体和第二仓体，所述背负壳体靠近人体的一侧设置有仓门，所述电池设置在第一仓体内，所述计算机设置在所述第二仓体内。

5.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述背负壳体内设置有第三仓体，所述第三仓体内设置有存储装置，所述存储装置与所述计算机电连接。

6.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述调节组件包括微型减速电机，其设置在所述背负壳体内，所述微型减速电机与计算机电连接，所述第二连接体的底部两侧设置有转轴，所述转轴与所述安装槽两侧壁上的安装孔连接，所述微型减速电机与其中一个转轴连接。

7.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述第一连接体和第二连接体内具有用于走线的通道。

8.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，还包括背板，所述背板设置在所述背负壳体靠近人体的一侧。

9.根据权利要求1所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述背负壳体上设置有多个散热孔。

10.根据权利要求2所述的背负式激光雷达设备，其特征在于，所述背负壳体的两侧设置有把手。

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