CN218648882U - 一种空间建模数据采集装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及建模设置的技术领域，尤其是涉及一种空间建模数据采集装置，其包括车体、驱动模块、采集模块、转动模块和控制模块，驱动模块设置在车体上以驱动车体运动，采集模块设置在车体上以用于获取空间图像数据，转动模块设置在车体上以带动采集模块进行转动，控制模块用于根据相应的操作指令并输出相应的控制信号，控制模块电连接于驱动模块以根据控制信号控制驱动模块进行驱动，控制模块电连接于转动模块以根据控制信号控制转动模块进行转动，控制模块电连接于采集模块以根据控制信号控制采集模块进行空间图像数据采集，并接收采集后的空间图像数据。本申请具有提高在地下空间进行建模数据采集时的空间图像数据精度的效果。

Description

一种空间建模数据采集装置

技术领域

本申请涉及建模设置的技术领域，尤其是涉及一种空间建模数据采集装置。

背景技术

目前在建筑施工、地下空间作业等工作环境中，为了能快速地采集到空间图像以进行建模，较为完善地空间建模数据的采集工作显得格外的重要。

建筑物的室内建模数据采集中，往往采用手持的采集装置，而在地下空间测绘建模作业中，因地下空间往往较大，且分布及路况较为复杂，故如果操作人员使用手持的采集装置在地下空间进行数据采集，需要在各个采集点站立并手持采集装置转动一圈以拍摄360度的空间图像，那么常常会因为手持设备的时间较长且需要不时查看脚下的路况导致拍摄时晃动幅度较大，拍摄出的空间图像数据质量较差。

实用新型内容

为了提高在地下空间进行建模数据采集时的空间图像数据精度，本申请提供一种空间建模数据采集装置。

本申请提供的一种空间建模数据采集装置，采用如下的技术方案：

一种空间建模数据采集装置，包括车体、驱动模块、采集模块、转动模块和控制模块，所述驱动模块设置在所述车体上以驱动所述车体运动，所述采集模块设置在所述车体上以用于获取空间图像数据，所述转动模块设置在所述车体上以带动所述采集模块进行转动，所述控制模块用于根据相应的操作指令并输出相应的控制信号，所述控制模块电连接于所述驱动模块以根据相应的控制信号控制所述驱动模块进行驱动，所述控制模块电连接于所述转动模块以根据相应的控制信号控制所述转动模块进行转动，所述控制模块还电连接于所述采集模块以根据相应的控制信号控制所述采集模块进行空间图像数据采集，并接收采集后的空间图像数据。

优选的，所述车体上还包括补光模块，所述补光模块包括亮度检测电路、第一比较电路、第一开关电路及发光件，所述亮度检测电路用于检测周围的亮度以输出相应的亮度检测信号，所述第一比较电路连接于所述亮度检测电路以接收亮度检测信号，并将所述亮度检测信号与预设信号进行比较以输出相应的第一比较信号，所述第一开关电路连接于所述第一比较电路以接收第一比较信号，并根据相应的第一比较信号控制所述发光件的通断。

优选的，所述发光件设置在所述采集模块顶部。

优选的，还包括显示模块，所述显示模块电连接于所述控制模块以接收所述空间图像数据，并对所述空间图像数据进行显示。

优选的，所述车体上还设置有报警模块，所述报警模块包括姿态检测电路、第二比较电路、第二开关电路和报警件，所述姿态检测电路用于检测车体的姿态并输出相应的姿态检测信号，所述第二比较电路用于接收所述姿态检测信号，并将所述姿态检测信号与预设信号进行比较以输出第二比较信号，所述第二开关电路连接于第二比较电路以接收第二比较信号，并根据相应的第二比较信号控制所述报警件的通断。

优选的，包括手控器，所述控制模块和所述显示模块皆设置在所述手控器内，所述手控器与所述驱动模块、采集模块、转动模块皆无线连接。

优选的，所述转动模块包括转动盘、转动驱动件和竖直导轨，所述转动驱动件设置在车体上，且所述转动驱动件的输出端固定连接于所述转动盘的中心，所述竖直导轨设置在所述转动盘上，所述采集模块滑移设置在所述竖直导轨上。

优选的，所述控制模块为MCU芯片。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过将手持采集装置变成自动化的采集装置，有效的解决了在空间较大、路况较为复杂的地下空间内，操作人员因长时间的作业导致可能无法稳定地使用手持装备进行拍摄而导致的空间图像信息的采集效果差；

2.通过补光模块进行补光，解决了地下空间内光线较差所导致的空间图像信息的采集效果差；

3.通过设置报警模块实现在检测到车体在运行时是否出现倾倒等失去平衡的情况时进行报警，方便操作人员进行调整。

附图说明

图1是本申请实施例的整体模块示意图；

图2是本申请实施例中车体的简易结构示意图；

图3是本申请实施例中补光模块的电路连接示意图；

图4是本申请实施例中报警模块的电路连接示意图；

图5是本申请实施例中手控器的简易结构示意图。

附图标记说明：1、车体；2、驱动模块；3、采集模块；4、转动模块；41、转动盘；42、转动驱动件；43、竖直导轨；5、控制模块；6、补光模块；61、亮度检测电路；62、第一比较电路；63、第一开关电路；64、发光件；7、显示模块；8、报警模块；81、姿态检测电路；82、第二比较电路；83、第二开关电路；84、报警件；9、手控器。

具体实施方式

以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种空间建模数据采集装置。

如图1和图2所示，一种空间建模数据采集装置包括车体1、驱动模块2、采集模块3、转动模块4和控制模块5。

驱动模块2设置在车体1上以驱动车体1运动，在本申请中驱动模块2包括轮胎、转轴、电机等，电机运行带动转轴进行转动，转轴转动带动轮胎转动，轮胎转动以带动车体1运动，同时转轴还可以操控轮胎向左或向右转动以实现拐弯。

采集模块3设置在车体1上以用于获取空间图像数据，采集模块3为现有的空间测绘建模使用的摄像装备，如3D摄像机等，通过拍摄装置在各个点位进行360度全景拍摄获得建模图像数据，并对建模图像数据进行存储，并经过后续的分析计算处理以进行空间建模结果。

转动模块4设置在车体1上以带动采集模块3进行转动，转动模块4在本申请中为转动盘41和转动驱动件42，转动驱动件42固定设置在车体1上，转动驱动件42的输出端固定连接于转动盘41的中心位置，采集模块3固定设置在转动盘41上，当转动驱动件42的输出端转动时带动转动盘41转动，继而带动采集模块3转动。

以此实现当车体1移动至采集点时，转动驱动件42驱动采集模块3转动，以拍摄出360度的全景图像。其中，采集模块3可以设置在转动盘41的任意位置，其安装位置越远离圆心，其拍摄的全景图像成像就更大更清晰。

控制模块5用于根据相应的操作指令并输出相应的控制信号。控制模块5电连接于驱动模块2以根据相应的控制信号控制驱动模块2进行驱动，控制模块5电连接于转动模块4以根据相应的控制信号控制转动模块4进行转动，控制模块5还电连接于采集模块3以根据相应的控制信号控制采集模块3进行空间图像数据采集，并接收采集后的空间图像数据。控制模块5在本申请实施例中为MCU芯片。

日常使用中，操作人员通过控制模块5操纵驱动模块2对小车进行驱动，以使得小车在地下空间内移动，并移动至相应的采集点，每到达一个采集点便控制小车停下，并控制采集模块3进行工作以对空间图像信息进行拍摄采集，并相应的控制转动模块4带动采集模块3进行转动，以此使得采集模块3可以采集到采集点周围360度的空间图像，采集完后采集模块3再将采集到的空间图像信息发送至控制模块5，操作人员最后通过控制模块5对图像进行拾取处理。

以此实现手持式采集装置的自动化，通过小车在地下空间的移动进行采集点的转换，不需要操作人员一边手持采集装置一边在地下空间内移动，而是只需要操纵小车进行采集工作即可，这样无论地下空间的大小再大，采集任务量再多，也不会因为采集人员的体力原因而导致采集过程中手持装备抖动，同时在一个采集点进行采集时，因小车固定不动，只依靠转动模块4进行采集模块3的转动，故也不会出现手持装备采集时采集人员因需要查看脚下的地形而导致的手持不平稳，提高了采集精度。

如图1和图3所示，进一步的，因为地下空间与地上空间不同，地下空间无法接收到阳光的照射，导致地下空间的光线非常昏暗，虽然地下空间内往往会设置灯具以进行照亮，但较大面积的地下空间内的灯具数量往往有限，间隔很远才会有灯具，这样不仅照亮效果不好，且常常会出现光线分布不均匀的情况，这就会导致采集到的空间图像成像效果较差，故为了解决光线问题，在本申请另一些实施例中，还包括补光模块6。

如图2和图3所示，补光模块6包括亮度检测电路61、第一比较电路62、第一开关电路63和发光件64。亮度检测电路61为亮度传感器，用于检测周围的亮度以输出相应的亮度检测信号。第一比较电路62连接于亮度传感器以接收亮度检测信号，并将亮度检测信号与预设信号进行比较以输出相应的第一比较信号，第一开关电路63连接于第一比较电路62以接收第一比较信号，并根据相应的第一比较信号控制发光件64的通断。

第一比较电路62包括第一比较器U1、第一电阻R1和第二电阻R2，第一比较器U1的同相输入端连接于亮度检测电路61以接收亮度检测信号，第一电阻R1的一端连接于VCC，另一端连接于第二电阻R2，第二电阻R2的另一端接地，第一电阻R1和第二电阻R2的节点连接于第一比较器U1的反向输入端，第一比较器U1的输出端连接于第一开关电路63。

第一开关电路63包括第一三极管Q1和第一继电器KM1，第一三极管Q1的基极连接于第一比较器U1的输出端，第一三极管Q1的发射极接地，第一三极管Q1的集电极连接于第一继电器KM1的线圈端，第一继电器KM1的线圈端还连接于VCC，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1连接于发光件64。

当小车在光线较为明亮的地方时，亮度检测信号大于预设信号，第一比较器U1输出高电平信号，第一三极管Q1饱和导通，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1断开，发光件64不发光；当小车在光线较为黑暗的地方时，亮度检测信号小于预设信号，第一比较器U1输出低电平信号，第一三极管Q1不导通，第一继电器KM1的常闭触点KM1-1闭合，发光件64发光，以此实现在光线较为昏暗的地方进行照明。

其中，为了避免当发光件64发光后提升的亮度使得亮度检测电路61误检测为当前光线较亮而导致又重新关闭发光件64，可以在补光电路中添加现有的延时电路，当发光件64发光后，在延时一段时间后断开，而延时的长度可以根据采集模块3采集到一圈空间图像的时间进行适当设置。

发光件64可以为led灯、镭射灯、闪光灯等等，只需要起到良好的照明效果即可。

如图2所示，进一步的，当采集模块3随着转动模块4进行转动拍摄时，为了防止发光件64发光时的光线对采集模块3进行影响，发光件64设置在采集模块3顶部，这样采集模块3在进行拍摄时，不会在转动至朝向发光件64的地方而影响拍摄。

如图1所示，进一步的，还包括显示模块7，显示模块7电连接于控制模块5以接收空间图像数据，并将空间图像数据进行显示。这样在采集模块3对空间图像进行拍摄时，便可以使用显示模块7对所采集的图像进行查看。

如图1和图4所示，车体1上还设置有报警模块8，报警模块8包括姿态检测电路81、第二比较电路82、第二开关电路83和报警件84。姿态检测电路81用于检测车体1的姿态并输出相应的姿态检测信号，第二比较电路82用于接收姿态检测信号，并将姿态检测信号与预设信号进行比较以输出相应的第二比较信号，第二开关电路83连接于第二比较信号，并根据相应的第二比较信号控制报警件84的通断。

姿态检测电路81为姿态检测仪，通过X轴、Y轴和Z轴的坐标变化结合相应的计算以得到水平或竖直方向的数据信息，并输出相应的姿态检测信号。

第二比较电路82包括第二比较器U2、第三电阻R3和第四电阻R4。第二比较器U2的同相输入端连接于姿态检测仪以接收姿态检测信号，第三电阻R3的一端连接于VCC，另一端连接于第四电阻R4，第四电阻R4的另一端接地，第三电阻R3和第四电阻R4的节点连接于第二比较器U2的反相输入端，第二比较器U2的输出端连接于第二开关电路83。

第二开关电路83包括第二三极管Q2和第二继电器KM2，第二三极管Q2的基极连接于第二比较器U2的输出端，第二三极管Q2的发射极接地，第二三极管Q2的集电极连接于第二继电器KM2的线圈，第二继电器KM2的线圈还连接于VCC，第二继电器KM2的常开触点KM2-1连接于报警件84。

当车体1在较为平缓的地面进行移动时，其水平、竖直方向上的姿态变化量较小，第二比较器U2输出低电平信号，第二三极管Q2无法导通，第二继电器KM2的常开触点KM2-1断开，报警件84不工作；当车体1倾倒时，其水平、竖直方向上的姿态变化量较大，第二比较器U2输出高电平信号，第二三极管Q2饱和导通，第二继电器KM2的常开触点KM2-1闭合，报警件84发出报警。报警件84可以为蜂鸣器或喇叭等。

以此实现当车体1发生倾倒而车体1又不在操作人员视线范围内时，其会发出报警，操作人员可以根据报警得知车体1状态异常，并及时找到车体1进行相应的措施。

如图1和图5所示，还包括手控器9，控制模块5和显示模块7皆设置在手控器9内，手控器9和驱动模块2、采集模块3、转动模块4皆无线连接。

手控器9由操作人员手持使用，操作人员通过手控器9对车体1的行进、采集等进行控制，采集时可以通过手控器9上的显示模块7进行显示。

进一步的，为了提高采集模块3对空间图像的采集效果，转动模块4还包括竖直导轨43，竖直导轨43设置在转动盘41上，采集模块3滑移设置在竖直导轨43上。以此实现采集模块3不仅可以通过转动盘41进行转动，也可以在竖直导轨43上沿竖直方向进行移动来改变拍摄高度。其中，采集模块3在竖直导轨43上滑移的方式可以为手动滑移，也可以使用现有的驱动方式进行自动化移动。

实施原理为：

日常使用中，操作人员通过控制模块5操纵驱动模块2对小车进行驱动，以使得小车在地下空间内移动，并移动至相应的采集点，每到达一个采集点便控制小车停下，并控制采集模块3进行工作以对空间图像信息进行拍摄采集，并相应的控制转动模块4带动采集模块3进行转动，以此使得采集模块3可以采集到采集点周围360度的空间图像，采集完后采集模块3再将采集到的空间图像信息发送至控制模块5，操作人员最后通过控制模块5对图像进行拾取处理。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种空间建模数据采集装置，其特征在于：包括车体（1）、驱动模块（2）、采集模块（3）、转动模块（4）和控制模块（5），所述驱动模块（2）设置在所述车体（1）上以驱动所述车体（1）运动，所述采集模块（3）设置在所述车体（1）上以用于获取空间图像数据，所述转动模块（4）设置在所述车体（1）上以带动所述采集模块（3）进行转动，所述控制模块（5）用于根据相应的操作指令并输出相应的控制信号，所述控制模块（5）电连接于所述驱动模块（2）以根据相应的控制信号控制所述驱动模块（2）进行驱动，所述控制模块（5）电连接于所述转动模块（4）以根据相应的控制信号控制所述转动模块（4）进行转动，所述控制模块（5）还电连接于所述采集模块（3）以根据相应的控制信号控制所述采集模块（3）进行空间图像数据采集，并接收采集后的空间图像数据。

2.根据权利要求1所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：所述车体（1）上还包括补光模块（6），所述补光模块（6）包括亮度检测电路（61）、第一比较电路（62）、第一开关电路（63）及发光件（64），所述亮度检测电路（61）用于检测周围的亮度以输出相应的亮度检测信号，所述第一比较电路（62）连接于所述亮度检测电路（61）以接收亮度检测信号，并将所述亮度检测信号与预设信号进行比较以输出相应的第一比较信号，所述第一开关电路（63）连接于所述第一比较电路（62）以接收第一比较信号，并根据相应的第一比较信号控制所述发光件（64）的通断。

3.根据权利要求2所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：所述发光件（64）设置在所述采集模块（3）顶部。

4.根据权利要求1所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：还包括显示模块（7），所述显示模块（7）电连接于所述控制模块（5）以接收所述空间图像数据，并对所述空间图像数据进行显示。

5.根据权利要求1所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：所述车体（1）上还设置有报警模块（8），所述报警模块（8）包括姿态检测电路（81）、第二比较电路（82）、第二开关电路（83）和报警件（84），所述姿态检测电路（81）用于检测车体（1）的姿态并输出相应的姿态检测信号，所述第二比较电路（82）用于接收所述姿态检测信号，并将所述姿态检测信号与预设信号进行比较以输出第二比较信号，所述第二开关电路（83）连接于第二比较电路（82）以接收第二比较信号，并根据相应的第二比较信号控制所述报警件（84）的通断。

6.根据权利要求4所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：包括手控器（9），所述控制模块（5）和所述显示模块（7）皆设置在所述手控器（9）内，所述手控器（9）与所述驱动模块（2）、采集模块（3）、转动模块（4）皆无线连接。

7.根据权利要求1所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：所述转动模块（4）包括转动盘（41）、转动驱动件（42）和竖直导轨（43），所述转动驱动件（42）设置在车体（1）上，且所述转动驱动件（42）的输出端固定连接于所述转动盘（41）的中心，所述竖直导轨（43）设置在所述转动盘（41）上，所述采集模块（3）滑移设置在所述竖直导轨（43）上。

8.根据权利要求1所述的一种空间建模数据采集装置，其特征在于：所述控制模块（5）为MCU芯片。

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