轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的制作方法

1.本实用新型涉及激光雷达与图像采集领域，尤其涉及一种轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备。


背景技术：

2.激光雷达扫描以及采集已经在电力巡检、地形测绘、林业调查多个等多个领域得到了广阔的技术发展；譬如，激光雷达扫描系统通过采集杆塔，电力线，房屋以及植被等点云数据，再通过机器学习点云分类可自动识别地面、杆塔、电力线、房屋、植被等关键地物，通过参数设置监测到一系列用户自定义的危险点，如树木生长、倒伏，这些数据也将被展现在自动生成的监测报告中，最终帮助用户快速判断模拟工况下的树线及线线位置，发现危险情况。
3.同时，现有技术中也出现了多种形式的采集系统，现有技术中的采集系统主要存在以下几个问题：第一个是现有技术中采集系统重量较重，挂载时影响了无人机续航能力；第二是现有技术中采集系统并不是模块化设计，壳体内部的结构布局混乱，导致采集系统安装以及拆卸不方便；第三个是现有采集系统兼容性较差，并不能具有多项数据采集功能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，以解决现有采集系统存在的上述技术问题。
5.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.本实用新型提供了一种轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，包括主机壳体；
7.其中，所述主机壳体包括位于顶部的舱体顶盖、位于底部的摄像采集面板、位于所述舱体顶盖与所述摄像采集面板之间的壳周板、设置在所述摄像采集面板底部的底部固定支架；所述壳周板为横截面呈矩形形状的套筒结构件，其中，所述壳周板的相对设置的两侧设置有旋转门；且所述舱体顶盖以及所述壳周板、所述摄像采集面板均为abs工程塑料结构件；
8.其中，所述底部固定支架呈环状，所述底部固定支架的内层设置有环绕一圈的内层台阶部；所述内层台阶部截面呈l形形状；所述底部固定支架通过所述内层台阶部所在的立面环绕套接在所述壳周板的底部四周侧壁，并通过环绕在所述底部固定支架侧面的螺栓对所述壳周板实现可拆卸连接，所述底部固定支架通过所述内层台阶部所在的底面对所述摄像采集面板形成支撑，并通过螺栓实现底部固定支架与摄像采集面板的可拆卸连接；
9.所述主机壳体的内部还设置有激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机、电源装置；所述电源装置分别与所述激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机电连接；且位于所述舱体顶盖的侧面设置有接口面板；所述接口面板上设置有多个外部数据接口；所述外部数据接口包括usb数据接口和视频数据接口；所述usb数
据接口还与所述激光雷达采集器电连接；所述视频数据接口与所述热红外相机、工业相机、多光谱相机电连接；
10.位于底部的所述摄像采集面板上还设置有工业相机的图像采集窗口、热红外相机的图像采集窗口、激光雷达采集器的扫描窗口、两个多光谱相机的图像采集窗口；
11.且位于底部的所述摄像采集面板上还设置有两个所述多光谱相机的控制开关窗口以及激光雷达采集器的控制开关窗口；所述多光谱相机的控制开关窗口用于将所述多光谱相机的控制开关暴露在摄像采集面板的外部，且所述激光雷达采集器的控制开关窗口用于将所述激光雷达采集器的控制开关暴露在摄像采集面板的外部。
12.优选的，作为一种可实施方案；所述主机壳体的内部还设置有激光雷达液晶触控屏；所述激光雷达液晶触控屏与所述激光雷达采集器电连接。
13.优选的，作为一种可实施方案；位于所述舱体顶盖的右侧中央处设置有gps定位器。上述gps定位器主要作用是实现精准定位。
14.优选的，作为一种可实施方案；位于所述接口面板上还设置有接口电源开关和电源接口；所述接口电源开关与所述激光雷达液晶触控屏电连接，所述接口电源开关用于对激光雷达液晶触控屏进行开关控制；所述电源装置还包括可充电电池组；所述电源接口与所述可充电电池组电连接，所述电源接口用于对所述可充电电池组进行外部充电。
15.优选的，作为一种可实施方案；所述舱体顶盖的两侧设置有通风格栅镂空。
16.优选的，作为一种可实施方案；位于所述舱体顶盖的顶部还设置有把手；所述把手为拱形形状把手，且向外侧弯曲预设角度。
17.优选的，作为一种可实施方案；位于所述底部固定支架的底部四角处还设置有支撑脚；所述支撑脚为耐磨橡胶脚垫。
18.采用上述技术方案，本技术提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，具有的技术效果有：
19.本实用新型实施例提供了一种轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，其包括特定设计的主机壳体；
20.其中，所述主机壳体主要由顶部的舱体顶盖、位于底部的摄像采集面板、壳周板、底部固定支架等结构构成；其中，壳周板为横截面呈矩形形状的套筒结构件，其中，壳周板的相对设置的两侧设置有旋转门，通过上述旋转门设计可以对主机壳体内部的结构设备进行更换，维护等操作；同时，上述舱体顶盖以及壳周板、摄像采集面板均为abs工程塑料结构件，因为abs工程塑料结构件具有硬度高，耐腐蚀以及质量轻盈的作用，所以选用上述结构可以保障主机壳体的结构更加轻质，实现更轻量化的设计；
21.同时，底部固定支架呈环状，底部固定支架的内层设置有环绕一圈的内层台阶部；内层台阶部截面呈l形形状；底部固定支架通过内层台阶部所在的立面环绕套接在壳周板的底部四周侧壁，并通过环绕在底部固定支架侧面的螺栓对壳周板实现可拆卸连接，底部固定支架通过内层台阶部所在的底面对摄像采集面板形成支撑，并通过螺栓实现底部固定支架与摄像采集面板的可拆卸连接；需要说明的是，上述底部固定支架主要作用是用于对摄像采集面板的底部封闭，同时还可以用于对壳周板的底部四周侧壁封闭，之所以采用上述结构设计，一方面是方便拆卸，可以快速对主机壳体进行维修以及拆卸；另一方面这样有利于模块化设计，方便对主机壳体进行大规模的模块化生产，实现最初的模块化设计的技
术目的；
22.与此同时，本实施例中的主机壳体的内部还设置有激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机、电源装置；电源装置分别与激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机电连接；且位于舱体顶盖的侧面设置有接口面板；接口面板上设置有多个外部数据接口；外部数据接口包括usb数据接口和视频数据接口；usb数据接口还与激光雷达采集器电连接；视频数据接口与热红外相机、工业相机、多光谱相机电连接；通过上述具有多种外部数据接口的设计，可以实现集中兼容多种采集设备的技术效果，同时丰富了多种采集功能(即装备安装了多种采集设备，例如：激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、多光谱相机等)；
23.为了合理实现高清晰度采集，方便内部结构布局；传统相机摄像头透漏在主机壳体侧面，但是在本实施例则选择大量集成设计在位于底部的摄像采集面板上；位于底部的摄像采集面板上设置有工业相机的图像采集窗口、热红外相机的图像采集窗口、激光雷达采集器的扫描窗口、两个多光谱相机的图像采集窗口；且位于底部的摄像采集面板上还设置有两个多光谱相机的控制开关窗口以及激光雷达采集器的控制开关窗口；多光谱相机的控制开关窗口用于将多光谱相机的控制开关暴露在摄像采集面板的外部，且激光雷达采集器的控制开关窗口用于将激光雷达采集器的控制开关暴露在摄像采集面板的外部。壳周板则可以直接固定多种采集设备，同时本实施例将大量的采集窗口都安装在底部，一方面，可以方便各个采集设备都将镜头向下，同时俯视对地面进行采集，保障各个采集设备的镜头投向一致，方便各个采集设备的采集数据或采集图像对比，另一方面可以方便了从底部对摄像采集面板进行拆卸，从而将大部分采集设备的镜头都暴露在外部，方便维修；与此同时，本实用新型实施例为了最大限度实现减重，还将在摄像采集面板上多挖了几个通孔，即位于底部的摄像采集面板上还设置有两个多光谱相机的控制开关窗口以及激光雷达采集器的控制开关窗口，这样就方便了采集设备开关控制，同时还减少了摄像采集面板的重量，从而进一步实现了主机壳体的轻量化设计；综上所述，在本实用新型实施例提供轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，为了实现方便拆装的技术效果，其最大程度上实现了产品结构的模块化设计，同时还最大程度上实现了产品的轻量化设计。
附图说明
24.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。
25.图1为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的主视结构示意图；
26.图2为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的后视结构示意图；
27.图3为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的侧视结构示意图；
28.图4为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的俯
视结构示意图；
29.图5为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备一视角下的立体结构示意图；
30.图6为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备另一视角下的立体结构示意图；
31.图7为本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的仰视结构示意图。
32.标号：1
‑
主机壳体；11
‑
舱体顶盖；12
‑
摄像采集面板；13
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壳周板；14
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底部固定支架；15
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旋转门；16
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接口面板；17
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激光雷达液晶触控屏；18
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gps定位器；19
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支撑脚；111
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通风格栅镂空；112
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把手；121
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工业相机的图像采集窗口；122
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热红外相机的图像采集窗口；123
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激光雷达采集器的扫描窗口；124
‑
多光谱相机的图像采集窗口；125
‑
多光谱相机的控制开关窗口；126
‑
激光雷达采集器的控制开关窗口；161
‑
usb数据接口；162
‑
视频数据接口；163
‑
接口电源开关；164
‑
电源接口。
具体实施方式
33.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。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，某些指示的方位或位置关系的词语，其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。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，“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。
36.下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。
37.参见图1所示，本实用新型提供的一种轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，包括主机壳体1；
38.其中，所述主机壳体1包括位于顶部的舱体顶盖11、位于底部的摄像采集面板12、位于所述舱体顶盖11与所述摄像采集面板12之间的壳周板13、设置在所述摄像采集面板底部的底部固定支架14；所述壳周板13为横截面呈矩形形状的套筒结构件，其中，所述壳周板13的相对设置的两侧设置有旋转门15；且所述舱体顶盖11以及所述壳周板13、所述摄像采集面板12均为abs工程塑料结构件；
39.其中，所述底部固定支架14呈环状，所述底部固定支架14的内层设置有环绕一圈的内层台阶部；所述内层台阶部截面呈l形形状；所述底部固定支架14通过所述内层台阶部所在的立面环绕套接在所述壳周板13的底部四周侧壁，并通过环绕在所述底部固定支架14侧面的螺栓对所述壳周板13实现可拆卸连接，所述底部固定支架14通过所述内层台阶部所在的底面对所述摄像采集面板12形成支撑，并通过螺栓实现底部固定支架与摄像采集面板
的可拆卸连接；
40.所述主机壳体1的内部还设置有激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机、电源装置(图中未示出)；所述电源装置分别与所述激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机电连接；且位于所述舱体顶盖11的侧面设置有接口面板16；所述接口面板上设置有多个外部数据接口；所述外部数据接口包括usb数据接口161和视频数据接口162；所述usb数据接口还与所述激光雷达采集器电连接；所述视频数据接口与所述热红外相机、工业相机、多光谱相机电连接；
41.位于底部的所述摄像采集面板12上还设置有工业相机的图像采集窗口121、热红外相机的图像采集窗口122、激光雷达采集器的扫描窗口123、两个多光谱相机的图像采集窗口124；
42.且位于底部的所述摄像采集面板12上还设置有两个所述多光谱相机的控制开关窗口125以及激光雷达采集器的控制开关窗口126；所述多光谱相机的控制开关窗口125用于将所述多光谱相机的控制开关暴露在摄像采集面板的外部，且所述激光雷达采集器的控制开关窗口126用于将所述激光雷达采集器的控制开关暴露在摄像采集面板的外部。
43.如图7所示，上述摄像采集面板左上方是工业相机的图像采集窗口121；上述摄像采集面板左上方第二个是热红外相机的图像采集窗口122；上部摄像采集面板的中央是激光雷达采集器的扫描窗口123；激光雷达采集器的扫描窗口为长条形状的窗口，通过它可以实时采集周围环境图像。上述摄像采集面板左下方是两个多光谱相机的控制开关窗口125以及两个多光谱相机的图像采集窗口124。
44.分下上述轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备的主要技术方案可知：上述主机壳体主要由顶部的舱体顶盖、位于底部的摄像采集面板、壳周板、底部固定支架等结构构成；其中，壳周板为横截面呈矩形形状的套筒结构件，其中，壳周板的相对设置的两侧设置有旋转门，通过上述旋转门设计可以对主机壳体内部的结构设备进行更换，维护等操作；同时，上述舱体顶盖以及壳周板、摄像采集面板均为abs工程塑料结构件，因为abs工程塑料结构件具有硬度高，耐腐蚀以及质量轻盈的作用，所以选用上述结构可以保障主机壳体的结构更加轻质，实现更轻量化的设计；
45.同时，底部固定支架呈环状，底部固定支架的内层设置有环绕一圈的内层台阶部；内层台阶部截面呈l形形状；底部固定支架通过内层台阶部所在的立面环绕套接在壳周板的底部四周侧壁，并通过环绕在底部固定支架侧面的螺栓对壳周板实现可拆卸连接，底部固定支架通过内层台阶部所在的底面对摄像采集面板形成支撑，并通过螺栓实现底部固定支架与摄像采集面板的可拆卸连接；需要说明的是，上述底部固定支架主要作用是用于对摄像采集面板的底部封闭，同时还可以用于对壳周板的底部四周侧壁封闭，之所以采用上述结构设计，一方面是方便拆卸，可以快速对主机壳体进行维修以及拆卸；另一方面这样有利于模块化设计，方便对主机壳体进行大规模的模块化生产，实现最初的模块化设计的技术目的；
46.与此同时，本实施例中的主机壳体的内部还设置有激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机、电源装置；电源装置分别与激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、两个多光谱相机电连接；且位于舱体顶盖的侧面设置有接口面板；接口面板上设置有多个外部数据接口；外部数据接口包括usb数据接口和视频数据接口；usb数据接口还
与激光雷达采集器电连接；视频数据接口与热红外相机、工业相机、多光谱相机电连接；通过上述具有多种外部数据接口的设计，可以实现集中兼容多种采集设备的技术效果，同时丰富了多种采集功能(即装备安装了多种采集设备，例如：激光雷达采集器和热红外相机、工业相机、多光谱相机等)；
47.为了合理实现高清晰度采集，方便内部结构布局；传统相机摄像头透漏在主机壳体侧面，但是在本实施例则选择大量集成设计在位于底部的摄像采集面板上；位于底部的摄像采集面板上设置有工业相机的图像采集窗口、热红外相机的图像采集窗口、激光雷达采集器的扫描窗口、两个多光谱相机的图像采集窗口；且位于底部的摄像采集面板上还设置有两个多光谱相机的控制开关窗口以及激光雷达采集器的控制开关窗口；多光谱相机的控制开关窗口用于将多光谱相机的控制开关暴露在摄像采集面板的外部，且激光雷达采集器的控制开关窗口用于将激光雷达采集器的控制开关暴露在摄像采集面板的外部。壳周板则可以直接固定多种采集设备，同时本实施例将大量的采集窗口都安装在底部，一方面，可以方便各个采集设备都将镜头向下，同时俯视对地面进行采集，保障各个采集设备的镜头投向一致，方便各个采集设备的采集数据或采集图像对比，另一方面可以方便了从底部对摄像采集面板进行拆卸，从而将大部分采集设备的镜头都暴露在外部，方便维修；与此同时，本实用新型实施例为了最大限度实现减重，还将在摄像采集面板上多挖了几个通孔，即位于底部的摄像采集面板上还设置有两个多光谱相机的控制开关窗口以及激光雷达采集器的控制开关窗口，这样就方便了采集设备开关控制，同时还减少了摄像采集面板的重量，从而进一步实现了主机壳体的轻量化设计；综上所述，在本实用新型实施例提供轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，为了实现方便拆装的技术效果，其最大程度上实现了产品结构的模块化设计，同时还最大程度上实现了产品的轻量化设计。
48.在本实用新型实施例的具体技术方案中，所述主机壳体的内部还设置有激光雷达液晶触控屏17；所述激光雷达液晶触控屏17与所述激光雷达采集器电连接。
49.在本实用新型实施例的具体技术方案中，位于所述舱体顶盖的右侧中央处设置有gps定位器18。上述gps定位器18主要作用是实现精准定位，方便轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备进行定位，同时其同样暴露在舱体顶盖的中央位置的开口处，方便其接收信号。
50.在本实用新型实施例的具体技术方案中，位于所述接口面板16上还设置有接口电源开关163和电源接口164(4芯插座)；所述接口电源开关与所述激光雷达液晶触控屏电连接，所述接口电源开关用于对激光雷达液晶触控屏进行开关控制；所述电源装置还包括可充电电池组；所述电源接口与所述可充电电池组电连接，所述电源接口用于对所述可充电电池组进行外部充电。
51.上述接口面板是方便多种采集设备集中进行外部数据传输的控制面板，该接口面板上处理集成设计了外部数据接口，同时也设计了接口电源开关以及电源接口等，接口电源开关可以对激光雷达液晶触控屏进行开关控制，当设备处理挂载飞行时，不必开启激光雷达液晶触控屏，当在地面需要控制操作时可以开启该接口电源开关，从而开启激光雷达液晶触控屏；同时上述可充电电池组可以选择使用锂离子电池等，实现对电源装置的组装，最终通过电源装置对多个采集设备进行供电。
52.在本实用新型实施例的具体技术方案中，可以读取激光雷达液晶触控屏，了解当
前的激光雷达采集器的运行情况，同时还可以触控上面的交互界面实现对激光雷达采集器进行启停等其他操作控制；上述激光雷达液晶触控屏采用曲面窗口设计，其更能体现美观、大方，简洁，方便控制等技术优势。
53.在本实用新型实施例的具体技术方案中，所述舱体顶盖11的两侧设置有通风格栅镂空111。上述舱体顶盖的两侧还设置有通风格栅镂空，该通风格栅镂空可以减轻舱体顶盖的重量，实现最大程度上的舱体顶盖轻量化设计，同时还可以利用上述通风格栅镂空实现主机壳体的内部热量散发，实现散热的技术目的。
54.在本实用新型实施例的具体技术方案中，位于所述舱体顶盖11的顶部还设置有把手112；所述把手112为拱形形状把手，且向外侧弯曲预设角度(手感舒适，便于抓取)。通过上述把手可以将舱体顶盖进行拆卸，也可以通过把手方便将舱体顶盖连同其他结构将主机壳体一起提起，进行携带移动。
55.在本实用新型实施例的具体技术方案中，位于底部固定支架12的底部四角处还设置有支撑脚19；上述支撑脚19为耐磨橡胶脚垫。通过上述支撑脚的结构设计，可以保障主机壳体稳固的放置在地面上，同时保障其耐磨性以及可靠性，避免底部固定支架的损坏等。
56.综上所述，本实用新型实施例提供的轻量化高精度激光雷达与相机图像采集设备，其采集系统重量更轻，挂载时可以保障无人机更长的续航能力，可以保障采集时长更长久；同时其主机壳体以及其他附属设备结构大部分采用模块化设计，壳体内部的结构布局有序，拆卸也更方便。
57.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。