CN218272710U - 基于激光雷达技术的勘探机器狗 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光雷达测绘及探测机器的技术领域，特别是涉及一种基于激光雷达技术的勘探机器狗，包括本体和控制终端。本体包括激光雷达、摄像头和机械四肢，控制终端电连接有通信模块，通信模块电连接有控制模块，激光雷达通过防抖云台安装在本体上并与控制模块电连接。摄像头固定安装在本体上并与控制模块电连接。机械四肢连接有电机，电机与控制模块电连接以控制电机驱动机械四肢运动。使用时，操作者通过控制终端对勘探机器狗进行远程无线控制，通信模块接收控制终端下达的指令，并将该指令发送到控制模块，控制模块对接收到的指令识别处理后控制勘探机器狗完成指令，该勘测机器狗相比无人机更够克服恶劣环境并获取更加准确的测绘数据。

Description

基于激光雷达技术的勘探机器狗

技术领域

本实用新型涉及激光雷达测绘及探测机器的技术领域，特别是涉及一种基于激光雷达技术的勘探机器狗。

背景技术

人们对地形的勘探从古至今从未停止，所用的勘探方法也随着科技的发展不断升级，从最开始的三角测量法，发展到利用大量光学-机械测量仪器进行测量，再到航空摄影测量技术，直至最新的激光雷达技术。激光雷达可以记录多次回波，首次回波建立测区的数字表面模型(DSM)，通过一定的算法去除非地面点，可以获得数字地面模型(DTM)。

对于高精度大面积测绘，可采用无人机机载激光雷达技术进行数据获取，但对于一些狭窄溶洞、地下井道等地形的测量与勘探，机载方式就显得并不适合，有些地形无人机无法飞入，容易产生坠毁的风险。

一般的探测机器无法克服狭窄溶洞、地下井道等恶劣环境的3D环境数据获取存在的局限性以及人工测量的复杂性，因此所获得的地形数据质量较低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够通过远程控制在恶劣环境下获取较高质量地形数据的基于激光雷达技术的勘探机器狗。

一种基于激光雷达技术的勘探机器狗，包括本体和控制终端，所述本体包括激光雷达、控制模块、摄像头和机械四肢，所述控制终端电连接有通信模块，所述控制模块与所述控制终端之间通过所述通信模块建立无线通讯；所述激光雷达通过防抖云台安装在所述本体上并与所述控制模块电连接；所述摄像头固定安装在所述本体上并与所述控制模块电连接；所述机械四肢的驱动端连接有电机。

进一步的，所述控制模块电连接有定位模块、驱动模块和电源模块，所述定位模块包括陀螺仪和北斗模块，所述陀螺仪固定安装在所述本体上并与所述北斗模块电连接。

进一步的，所述驱动模块与所述电机电连接以控制所述机械四肢运动。

进一步的，所述电源模块由多块大容量锂电池串联而成，所述电源模块固定安装于所述本体内部。

进一步的，所述通信模块采用数字电台。

进一步的，所述激光雷达采用多线激光雷达。

进一步的，所述摄像头上安装有补光灯。

进一步的，所述控制终端采用PC机。

上述基于激光雷达技术的勘探机器狗，使用时，操作者通过控制终端对勘探机器狗进行无线控制，通信模块接收控制终端下达的指令，并将该指令发送到控制模块，控制模块将指令识别处理后下达给对应的模块以控制勘探机器狗完成相应的指令。机械四肢的设置使得机器狗相比一般的无人机更便于进入狭窄溶洞以及地下井道等恶劣环境进行测量和勘探，克服了恶劣环境的3D环境数据获取存在的局限性以及人工测量的复杂性。由于机器狗本体上安装有激光雷达和摄像头，所以该机器狗能够获得更高质量的地形数据，实现场景中3D云数据的获取，使用时只需要使用者通过控制终端控制机器狗进行测绘，无需人员亲自进入场地进行测绘。

附图说明

图1为一个实施例的基于激光雷达技术的勘探机器狗结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地说明，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。

如图1所示，在一个实施例中，一种基于激光雷达技术的勘探机器狗，包括本体和控制终端，控制终端采用远程控制终端，包括控制模块和通信模块，控制模块与通信模块之间电连接，通信模块采用数字电台，可以稳定可靠且实时地把多线雷达、定位模块以及摄像头所采集到的数据通过无线方式传输给远程控制终端，并实时接收远程控制终端发来的指令，所接收到的指令通过控制模块识别处理下达给对应的模块并完成指令。

在本实施例中，勘探机器狗本体包括激光雷达、摄像头和机械四肢，激光雷达采用多线激光雷达，雷达扫描范围为0°～360°可设置，最远探测距离为200米，扫描周期为10Hz～30Hz可设置，设置过程可通过远程控制终端完成。机器狗本体上设置有防抖云台，多线激光雷达安装于防抖云台上并与控制模块电连接。该多线激光雷达可以稳定可靠地采集3D环境数据，并将数据通过数字电台传输给远程控制终端，同时数字电台接收远程控制终端发来的指令，该指令通过控制模块的识别处理后通过勘探机器狗完成。摄像头采用高清摄像头并与控制模块电连接，摄像头上固定安装有补光灯。

在本实施例中，控制模块电连接有定位模块、驱动模块和电源模块，通过操作远程控制终端可以无线遥控勘探机器狗进入待勘探区域并采集现场的3D云数据，实时回传至远程控制终端保存并处理。机器狗本体的机械四肢与电机的输出端相连，电机与控制模块中的驱动模块电连接，驱动模块可控制电机驱动机械四肢运动，使得机器狗能够灵活地在各种地面上移动。定位模块包括陀螺仪，陀螺仪安装在机器狗本体上且电连接有北斗模块，可实时采集机器狗当前经、纬度及海拔数据并通过数字电台传输给远程控制终端。电源模块由多块大容量电池串联组成，提供续航保证。

在本实施例中，远程控制终端采用PC机，数字电台将PC机下发的控制指令向机器狗发送，并实时接收机器狗采集的各类数据，PC机为高速电脑，记录存储机器狗采集的各类数据，实时显示摄像头所采集的现场摄像及多线激光雷达数据所生成的3D环境图，并能将现场影像、3D环境图及当前地理坐标信息三者进行智能耦合分析处理，生成提示及预警等信息。

上述基于激光雷达技术的勘探机器狗，使用时，操作者通过远程控制终端对勘探机器狗进行远程无线控制，数字电台接收远程控制终端下达的指令，并将该指令发送到控制模块，控制模块将指令识别处理后将识别处理过的指令下达给对应的模块控制勘探机器狗完成相应的指令。该勘探机器狗结合多线激光雷达，能够快速获取高精度光点云，与无人机相比能够克服狭窄溶洞、地下井道等恶劣环境的3D环境数据获取存在的局限性以及人工测量的复杂性。操作者通过远程控制终端控制机器狗运动，因此操作者无需进入勘测环境进行测绘，保障了测绘人员的安全。另外，通信模块采用数据电台，使得传输宽带更大，传输距离更远，传输数据也更稳定，且不用依靠任何基站实现数据传输功能。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，包括本体和控制终端，所述本体包括激光雷达、控制模块、摄像头和机械四肢，所述控制终端电连接有通信模块，所述控制模块与所述控制终端之间通过所述通信模块建立无线通讯；所述激光雷达通过防抖云台安装在所述本体上并与所述控制模块电连接；所述摄像头固定安装在所述本体上并与所述控制模块电连接；所述机械四肢的驱动端连接有电机。

2.根据权利要求1所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述控制模块电连接有定位模块、驱动模块和电源模块，所述定位模块包括陀螺仪和北斗模块，所述陀螺仪固定安装在所述本体上并与所述北斗模块电连接。

3.根据权利要求2所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述驱动模块与所述电机电连接以控制所述机械四肢运动。

4.根据权利要求2所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述电源模块由多块大容量锂电池串联而成，所述电源模块固定安装于所述本体内部。

5.根据权利要求1所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述通信模块采用数字电台。

6.根据权利要求1所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述激光雷达采用多线激光雷达。

7.根据权利要求1所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述摄像头上安装有补光灯。

8.根据权利要求1所述的基于激光雷达技术的勘探机器狗，其特征在于，所述控制终端采用PC机。

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