一种基于手机激光雷达与RTK的工程测量装置的制作方法

本发明涉及结构尺寸测量，具体是一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置。

背景技术：

1、房屋、桥梁、隧道等工程结构的构件(梁、柱、墙、板等)的尺寸测量，采用常规的卷尺、水准仪、激光测距仪、游标卡尺、全站仪等机械式和光学式测量工具，一般可能存在以下问题：1、采用接触式测量器具时，难以对高空、长大尺寸进行一次性完整测量，需要借助登高装置或其他辅助装置完成，造成测量效率低、成本高等情况；2、采用非接触式测量器具时，测量设备通常价格昂贵，操作复杂，并且只能测量结构构件二维平面尺寸，无法获得结构构件完整的真实三维详细尺寸；4、房屋安全检测需要测量圆形截面柱子的外径，但由于施工误差等因素，柱子截面往往不是标准圆形截面。因此，对于非标准截面柱子，采用皮尺绕测方式难以获取柱子截面的准确外径。同样的问题也存在于桥梁桥墩直径的测量中。

2、随着智能手机技术的发展，部分智能手机配置了激光雷达和摄像头等传感器，具备三维激光扫描和拍照功能，利用手机上这些传感器来测量工程结构的构件尺寸成本较低，且手机携带较为方便，为此，本发明提供一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明的技术方案是：一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，包括三脚架、智能手机终端和rtk流动站接收机，所述三脚架顶部固定连接安装板，所述安装板顶部对称固定连接有竖板一，两组所述竖板一之间设置有驱动组件，所述驱动组件上螺纹连接有位移块，两组所述竖板一之间对称固定连接有限位杆一，且位移块滑动设置在限位杆一上，所述位移块顶部固定连接有放置板，且rtk流动站接收机固定安装在放置板顶部一侧，所述放置板顶部对称固定连接有框体一，所述框体一侧壁上滑动设置有检测组件，所述框体一内侧壁上固定安装有压触开关，所述安装板顶部一侧固定连接有检测杆，所述放置板顶部远离rtk流动站接收机的一侧固定连接有支撑杆，所述支撑杆顶部固定连接有安装块，所述安装块侧壁上固定连接有支撑板，所述支撑板背部固定连接有框体二，所述框体二侧壁上转动连接有传动组件，所述支撑板背部转动连接有与传动组件啮合连接的螺纹组件，所述螺纹组件上对称螺纹连接有螺纹块，所述支撑板背部固定连接有限位杆二，且螺纹块滑动设置在限位杆二上，所述螺纹块上下两端之间固定连接有安装架，两组所述安装架相互靠近的一侧对称固定连接有夹持组件，所述三脚架顶部一侧固定安装有控制器，且控制器与驱动组件和压触开关均电性连接，使用时，将智能手机终端(具备内置激光雷达和摄像头等传感器)放置到支撑板上，随后工作人员拧转传动组件，旋转的传动组件带动螺纹组件进行旋转，对称设置的两组螺纹块沿着螺纹组件的螺纹方向相向而行，在此过程中，设置的限位杆二对移动过程中的螺纹杆进行限位约束，设置的螺纹块带动安装架进行移动，设置的安装架带动夹持组件进行移动，借助对称设置的两组夹持组件将智能手机终端固定在支撑板上，以此来避免拍摄时智能手机终端出现晃动的情况；随后工作人员通过rtk流动站接收机依次获取a点、b点和c点，并依次以a点、b点和c点为坐标原点，借助智能手机终端对被测对象(支撑柱)进行三维激光扫描，依次获取a点坐标、b点坐标和c点坐标下被测对象被照面的点云数据信息每个点云均含有坐标信息和激光反射强度信息，以a、b、c三点为基准，确保被测对象外表面三维扫描被全覆盖，获取被测对象外表面完整的点云信息，不出现遗漏部分，此举使得智能手机终端在进行三维激光扫描时应取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，以此来确保进行三维激光扫描时不出现遗漏部分；在a点对被测对象进行三维激光扫描之前，智能手机终端应取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，工作人员通过控制器控制驱动组件进行运作，设置的驱动组件带动位移块进行水平方向上的移动，在此过程中，设置的限位杆一对移动过程中的位移块进行限位约束，设置的位移块带动放置板进行移动，设置的放置板带动rtk流动站接收机、智能手机终端和检测组件进行移动，待位于智能手机终端一侧的检测组件与检测柱抵接后，随着位移块的持续移动，设置的检测组件检测端向框体一内侧方向缓缓移动，待检测组件检测端与压触开关接触后，说明此时智能手机终端已经取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，控制器在接收到压触开关的电信号后，控制器控制驱动组件停止运作，随后工作人员借助智能手机终端在a点对被测对象进行三维激光扫描，待完成三维激光扫描后，工作人员通过控制器控制驱动组件重新运作，设置的驱动组件带动位移块和放置板进行复位，设置的放置板带动rtk流动站接收机复位到三脚架顶部中心位置，以此来方便后续将装置转移到b点或c点；在移动此装置到b点或c点的过程中，智能手机终端会随着装置出现晃动的情况，当智能手机终端出现向上偏移的趋势时，对称设置的两组夹持组件夹持端会向中心收紧，以此来增大夹持组件夹持端对智能手机终端的夹持力，进而遏制智能手机终端向上偏移的趋势，此举一定程度上增强了装置移动过程中智能手机终端的稳定性；以a、b、c中任意一点为坐标转换基准，比如选取a点为坐标转换基准的原点，将b点和c点坐标下的所有点云坐标信息转换为a点为原点下的坐标信息，实现所有点云坐标信息的统一；随后借助手机app结构全尺寸测量软件，对点云数据进行处理，如：一、点云数据滤波，去除测量噪声和异常值；二、点云数据配准，将多个扫描点云数据进行配准，使其在同一坐标下对齐；三、点云数据拟合，将离散的点云数据拟合成线、面和体等几何形状；四、点云数据建模，采用三维建模算法实现点云数据转换为表面模型或立体模型；在对a、b、c三点进行三维激光扫描的同时，工作人员使用手机的拍摄功能，获取被测对象外表面的完整照片信息，在手机app结构全尺寸测量软件里面，借助被测对象照片与点云数据模型融合的算法，实现视觉图像与点云模型的融合，即在照片里面可直接量出被测对象各个截面的尺寸，根据点云数据，手机app结构全尺寸测量软件编写被测对象的长度、宽度、高度、面积和体积信息的计算算法，实现全尺寸测量和显示的功能，根据点云数据，可以读取并显示被测对象任一截面的形状、尺寸等信息，可以实现圆柱外径和其他不同类型构件的截面尺寸显示。

3、优选的，所述驱动组件包括固定安装在竖板一侧壁上的电机，所述电机输出端固定连接有丝杆，且丝杆转动连接在两组竖板一之间，在a点对被测对象(支撑柱)进行三维激光扫描之前，智能手机终端应取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，工作人员通过控制器控制电机运作，设置的电机带动丝杆进行旋转，设置的位移块沿着丝杆的螺纹方向进行水平方向上的移动，在此过程中，设置的限位杆一对移动过程中的位移块进行限位约束。

4、优选的，所述检测组件包括对称滑动设置在框体一侧壁上的滑杆，两组所述滑杆位于框体一内侧的一端之间固定连接有连接板，所述滑杆杆体上绕设有弹簧一，且弹簧一连接在连接板与框体一内侧壁之间，所述连接板远离滑杆的一侧固定连接有压块，两组所述滑杆位于框体一外侧的一端之间固定连接有三角板，设置的位移块带动放置板进行移动，设置的放置板带动rtk流动站接收机、智能手机终端和框体一进行移动，待位于智能手机终端一侧的三角板与检测柱抵接后，随着位移块的持续移动，设置的三角板在检测杆的推挤作用下带动对称设置的两组滑杆向框体一内侧方向缓缓移动，对称设置的两组滑杆带动连接板和压块向压触开关方向缓缓移动，待压块与压触开关接触后，说明此时智能手机终端已经取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，控制器在接收到压触开关的电信号后，控制器控制电机停止运作，随后工作人员借助智能手机终端在a点对被测对象进行三维激光扫描，待完成三维激光扫描后，工作人员通过控制器控制电机重新运作，设置的电机带动丝杆进行旋转，设置的丝杆带动位移块和放置板进行复位，设置的放置板带动rtk流动站接收机复位到三脚架顶部中心位置，以此来方便后续将装置转移到b点或c点。

5、优选的，所述传动组件包括转动连接在框体二侧壁上的传动杆，所述传动杆靠近螺纹组件的一侧固定连接有主动锥齿轮，使用时，将智能手机终端(具备内置激光雷达和摄像头等传感器)放置到支撑板上，随后工作人员拧转传动杆，设置的传动杆带动主动锥齿轮进行旋转。

6、优选的，所述传动杆远离螺纹组件的一侧固定连接有拧头，设置的拧头便于拧转传动杆进行旋转。

7、优选的，所述螺纹组件包括转动连接在支撑板背部的双向螺纹杆，所述双向螺纹杆杆体上固定连接有与主动锥齿轮啮合连接的从动锥齿轮，设置的主动锥齿轮带动从动锥齿轮进行旋转，设置的从动锥齿轮带动双向螺纹杆进行旋转，对称设置的两组螺纹块沿着双向螺纹杆的螺纹方向相向而行，在此过程中，设置的限位杆二对移动过程中的螺纹杆进行限位约束，设置的螺纹块带动安装架进行移动。

8、优选的，所述夹持组件包括固定连接在安装架侧壁上的安装台，所述安装台斜面上滑动设置有夹持件，所述安装台与夹持件之间连接有弹簧二，设置的安装架带动安装台和夹持件进行移动，借助对称设置的两组夹持件将智能手机终端固定在支撑板上，以此来避免拍摄时智能手机终端出现晃动的情况；在移动此装置到b点或c点的过程中，智能手机终端会随着装置出现晃动的情况，当智能手机终端出现向上偏移的趋势时，智能手机终端的两侧边框会带动对称设置的两组夹持件沿着安装台的斜面向支撑板中心方向移动，以此来增大夹持件对智能手机终端两侧边框的夹持力，进而遏制智能手机终端向上偏移的趋势，此举一定程度上增强了装置移动过程中智能手机终端的稳定性。

9、本发明通过改进在此提供一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，与现有技术相比，具有如下改进及优点：

10、其一：本发明所述的一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，借助智能手机终端(具备内置激光雷达和摄像头等传感器)和rtk流动站接收机协同配合，以此来实现快捷、高效、低成本的工程结构全尺寸测量；

11、其二：本发明所述的一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，借助对称设置的两组夹持组件将智能手机终端固定在支撑板上，以此来避免扫描时智能手机终端出现晃动的情况；

12、其三：本发明所述的一种基于手机激光雷达与rtk的工程测量装置，借助驱动组件、检测组件、检测杆和压触开关相互配合，以此来保证对被测对象进行三维激光扫描之前，智能手机终端已经取代rtk流动站接收机所处的三脚架顶部中心位置，进而确保进行三维激光扫描时不出现遗漏部分；

13、其四：在移动此装置到b点或c点的过程中，当智能手机终端出现向上偏移的趋势时，智能手机终端的两侧边框会带动对称设置的两组夹持件沿着安装台的斜面向支撑板中心方向移动，以此来增大夹持件对智能手机终端两侧边框的夹持力。