旋轉(zhuǎn)測繪儀/盤庫儀-無線型-單線

——產(chǎn)品手冊

V2.2

l  360度空間掃描

l  厘米級點云精度

l  30/50米掃描半徑

l  無線數(shù)據(jù)通訊

l  慣導(dǎo)方向定位

l  GPS戶外定位

l  可選配工業(yè)平板

2021.10

第1章        概述

1.1              簡介

米樂科技的雷達旋轉(zhuǎn)測繪儀產(chǎn)品能夠快速穩(wěn)定的獲取空間三維數(shù)據(jù)，并通過mirror3D點云采集處理軟件，使用參數(shù)化腳本，進行快速自動化分析處理，比如體積計算，物料定位，物體識別等，然后，將處理結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫，生成報表以及網(wǎng)頁端展示。以此，適應(yīng)企業(yè)數(shù)據(jù)信息采集、自動化、數(shù)字化的各類需求。

米樂科技自主研發(fā)的激光雷達旋轉(zhuǎn)測繪系統(tǒng)，基于高精度高性價比的單線、多線激光雷達，通過智能云臺實時角度控制，生成高密度點云，精度達厘米級，可用于三維建模、料位、煤堆、糧倉等體積的檢測，也可以用智能倉儲的無人化作業(yè)。智能云臺旋轉(zhuǎn)掃描范圍、掃描速度，可以任意設(shè)置，并且云臺具有交換機功能，與雷達共用一根網(wǎng)線，通過一根網(wǎng)線就可以控制云臺，同時接收雷達數(shù)據(jù)，簡化布線。雷達傳輸采用網(wǎng)口通訊，可以適應(yīng)遠距離控制和數(shù)據(jù)傳輸，通過網(wǎng)絡(luò)（或者無線網(wǎng)）傳輸將實時數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控或者總控中心?？梢远噙_幾十，甚至上百個雷達架設(shè)點，共用一個服務(wù)器，方便進行集中控制，集中管理。

1.2              特點

l  通用性廣：不同種類、不同規(guī)格形狀、不同表面顏色、不同樣式擺放測量及建模需求。

l  安裝靈活：安裝高度和安裝角度可任意調(diào)節(jié)，測量角度可根據(jù)實際測量調(diào)節(jié)，還可以根據(jù)場地的大小和物體料堆的大小進行實際調(diào)節(jié)。

l  適應(yīng)能力強：抗干擾、環(huán)境適應(yīng)性強，不受環(huán)境光線的限制光線昏暗或者夜晚也能正常測量。

l  性能強大：激光雷達采用工業(yè)級設(shè)計，IP67防護等級，量程10-150米（測量距離可根據(jù)實際要求選取）測量穩(wěn)定，精度可達厘米級。

l  快速實施：可使用mirror3D點云采集處理軟件，靈活的腳本，快速進行分析處理，也可以進行二次開發(fā)。

l  無需現(xiàn)場標(biāo)定：出廠設(shè)置優(yōu)化狀態(tài)良好。

l  設(shè)置簡單：任何人都可以在短時間內(nèi)簡單設(shè)定。

l  使用壽命長：擁有IP67外殼防護等級，抗沖擊性好，采用高韌性電纜，可放心使用。

1.3              型號說明

①      代表云臺轉(zhuǎn)動范圍：

R360：旋轉(zhuǎn)范圍360度

RM：旋轉(zhuǎn)范圍不受限

②      代表雷達通道數(shù)：

L1：單線激光

L16：16線激光

③      代表雷達有效距離：

D30：30米（單線）

D50：50米（單線）

D150：150米（16線）

第2章        快速使用

2.1              開箱檢查

打開包裝前，請先檢查外包裝標(biāo)明的產(chǎn)品型號是否與訂購的產(chǎn)品一致。打開包裝后，請先戴上防靜電手套，然后按照《裝箱清單》或訂購合同仔細核對配件是否齊備。檢查產(chǎn)品表面是否有機械損壞，如果表面有損壞，或產(chǎn)品內(nèi)容與《裝箱清單》或訂購合同不符，請不要使用，并立即與米樂科技聯(lián)系。

表 1裝箱清單

2.2              安裝環(huán)境

l 遠離強電磁干擾環(huán)境，遠離大功率用電器。

l 避免與大功率用電器共用電源。

l 激光雷達設(shè)備線纜避免與強電流或電壓頻繁切換的供電線平行鋪設(shè)。

2.3              準(zhǔn)備工作

在安裝之前，請先準(zhǔn)備好以下物品：

l Ethernet 線纜（7 類線以上或者支持 10GBASE-T）；

l 萬用表；

l 剝線鉗；

l 壓線鉗；

l 十字螺絲刀一套；

l 內(nèi)六角扳手一套。

2.4              測繪儀本體

圖 1云臺控制器

表 2云臺各部件說明

2.5              工業(yè)平板電腦（選配）

工業(yè)平板在戶外采集的時候使用，也可以使用筆記本安裝mirror3D采集分析軟件進行采集分析。工業(yè)平板預(yù)裝mirror3D采集軟件，該軟件只能進行數(shù)據(jù)采集保存，由于戶外多次采集的數(shù)據(jù)量比較大，需要使用mirror3D采集軟件完成數(shù)據(jù)采集和拼接工作后，將數(shù)據(jù)保存下來，然后使用mirror3D分析軟件，進行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。

表 3工業(yè)平板電腦參數(shù)表

圖 2 工業(yè)平板電腦

第3章        硬件連接及安裝

3.1              系統(tǒng)接線圖

3.1.1        單機設(shè)備

本設(shè)備需要通訊網(wǎng)線傳輸數(shù)據(jù)，供電需要2.5mm供電線纜，可以直接供220V交流電源到設(shè)備安裝位置，然后使用設(shè)備專用電源適配器給設(shè)備供電。也可以直接使用直流12V電源給設(shè)備供電。（注：在使用直流12V電源時，需要注意電源正負極，正負極接反會損壞本設(shè)備內(nèi)部主要電器元件）

單機設(shè)備與平板電腦使用無線連接，無需使用有線網(wǎng)口。

三腳架與儀器底部的中間孔連接固定，盡量根據(jù)水平泡將儀器調(diào)整水平。

圖 3接線圖

3.1.2        固定多點采集

如需固定多點采集，可以通過交換機將多個旋轉(zhuǎn)測繪儀并聯(lián)到一起，通過一根網(wǎng)線與上位機通訊（接線方式同單個設(shè)備的接線方式）?？梢远鄠€設(shè)備使用一個mirror3D采集分析軟件，每個設(shè)備可以單獨分析處理，也可以多個設(shè)備進行點云拼接后，分析處理。

圖 4系統(tǒng)接線圖

3.2              安裝方式

圖 5安裝方式

擺動掃描：點云分布均勻，掃描范圍靈活，激光入射角度一致，精度高。適合小范圍，安裝高度較高的場合。

轉(zhuǎn)動掃描：掃描范圍更大，小角度掃描范圍更遠。適合大范圍，安裝高度較低的場合。

3.3              靶標(biāo)布置

如需進行自動多點掃描拼接，需要準(zhǔn)備3個以上的靶標(biāo)球，空間定位需要至少三個以上的靶標(biāo)點。一般情況下，不需要靶標(biāo)，可以從周邊人工選取固定的特征進行配準(zhǔn)，或者使用儀器自帶的慣導(dǎo)和GPS,進行自動拼接。在沒有GPS的場合可以考慮使用靶標(biāo)球。

表 4靶標(biāo)球尺寸選擇

第4章        指示燈

4.1              指示燈定義

表 5控制器指示燈說明

4.2              指示燈說明

上電瞬間，網(wǎng)口綠燈和黃燈會短暫閃亮2秒。

上電后，網(wǎng)絡(luò)通訊指示燈狀態(tài)見指示燈定義。

第5章        旋轉(zhuǎn)掃描測試

5.1              雷達掃描

使用兩個雷達旋轉(zhuǎn)測繪儀，在料堆的兩側(cè)，分別進行掃描，掃描完成后，將兩組數(shù)據(jù)進行配準(zhǔn)、拼接。然后經(jīng)過mirror3D軟件截取、變換、空洞填充、體積計算，計算所測量料堆的體積。

5.1.1        雷達1掃描

圖 6雷達1掃描效果

雷達1掃描腳本：

云臺使能

cradle 169.254.1.3 8899 ena

云臺運動90度，1度/秒

cradle 169.254.1.3 8899 pos-90 （根據(jù)雷達安裝的方向設(shè)置的雷達掃描角度）

雷達掃描900圈，10圈/秒

ladarSingleRun 2368 2369 0 360 900 10 1 ladarSingle.xyz

延時90秒

D 90000

云臺復(fù)位

cradle 169.254.1.3 8899 pos0

讀取掃描數(shù)據(jù)

pcRead ladarSingle.xyz 1 1 1 1 0 pc1

數(shù)據(jù)變換

pcBuild 45,0,0 1 circleCentre

pcBuild 0,1,0 1 normalVector

pcBuild 1,0,0 1 originVector

pcArrangeCircle pc1 circleCentre 1 normalVector originVector 0 90 0.122 1 pc2

其中，“ladarSingleRun 2368 2369 0 360 900 10 1 ladarSingle.xyz”命令：

本地端口和雷達端口設(shè)置上位機和雷達的通訊端口，與雷達設(shè)置一致；

起始角度和終止角度調(diào)整雷達采集數(shù)據(jù)的范圍0-360°；

運動圈數(shù)設(shè)置運動多少圈后保存，如果為0，則是實時狀態(tài)；

運動步距調(diào)整X軸的步進量，雷達轉(zhuǎn)動一圈數(shù)據(jù)平移該步距大小，結(jié)合雷達轉(zhuǎn)速和機構(gòu)運動速度使用；是否輸出為0則不保存，為1保存數(shù)據(jù)到根目錄下。

5.1.2        雷達2掃描

圖 7雷達2掃描效果

雷達2掃描腳本：

cradle 169.254.1.2 8899 ena

cradle 169.254.1.2 8899 pos90

ladarSingleRun 4368 4369 0 360 900 10 1 ladarSingle2.xyz

D 90000

cradle 169.254.1.2 8899 pos0

pcRead ladarSingle2.xyz 1 1 1 1 0 pc1

pcBuild 45,0,0 1 circleCentre

pcBuild 0,1,0 1 normalVector

pcBuild 1,0,0 1 originVector

pcArrangeCircle pc1 circleCentre 1 normalVector originVector 0 90 0.122 1 pc2

5.2              點云分析

掃描完成后，對數(shù)據(jù)進行截取、變換、拼接、空洞填充、體積計算，計算所測量料堆的體積。

點云分析腳本：

讀取雷達1數(shù)據(jù)

pcRead ladarSingle1.dat 1 1 1 1 0 pc2

點云截取

pcAbstractROI pc2 2000 4000 -100000 100000 -100000 100000 0 pc3

坐標(biāo)變換

pcTransfer pc3 0 0 0 0 0 180 0 pc4

pcTransfer pc4 6000 0 200 0 -1.5 0 0 pc5

讀取雷達2數(shù)據(jù)

pcRead ladarSingle2.dat 1 1 1 1 0 pc21

點云截取

pcAbstractROI pc21 2000 4000 -100000 100000 -100000 100000 0 pc31

坐標(biāo)變換

pcTransfer pc31 0 0 0 0 0 5 0 pc41

pcTransfer pc41 450 700 0 0 1 0 0 pc51

點云融合

pcMerge pc5 pc51 0 pc100

點云截取

pcAbstractROI pc100 -10000 10000 -700 700 -10000 10000 0 pc101

坐標(biāo)變換

pcTransfer pc101 0 0 1360 0 0 0 0 pc102

空洞填充

pcHoleFill pc102 20 0 pc103

點云截取

pcAbstractROI pc103 500 2000 -10000 10000 -10000 10000 1 pc104

體積計算

pcVolume pc104 20 0 1 volume1

其中，“pcVolume pc104 20 0 1 volume1”命令：

分辨率與空洞填充的值相對應(yīng)；

基準(zhǔn)面要與料倉底部一致，或者先采集空料倉，讓基準(zhǔn)面低于料倉底部測得空料倉體積，再裝料采集，基準(zhǔn)面不變，用采集到得體積減去空料倉體積。

圖 8點云拼接、空間填充效果

最后計算體積為：0.296308m3。