一体式测绘反射装置

技术领域

本申请涉及测绘领域，尤其是一体式测绘反射装置。

背景技术

在测绘领域，通常使用全站仪来进行工程测量，包括距离、角度、三维坐标、导线等的测量。全站仪是全站型电子速测仪的简称，是电子经纬仪、光电测距仪及微处理器相结合的光电仪器。在进行距离测量时，需要将全站仪照准反射棱镜的中心，通过发射并接收信号来获取距离值。随着近几十年激光雷达技术的快速发展，现在许多工程测量都使用激光扫描仪来进行测量。激光扫描仪是通过发射并接收目标物体反射回来的激光，从而获得三维环境信息的仪器。与全站仪相比，它的测量密度大，速度快，且不需要反射棱镜来反射信号，因此获得了越来越多的关注。但是，由于激光雷达点云的散乱无序性，激光雷达所采集到的点云数据可靠性较低，且精度较低。并且由于激光雷达系统集成的误差影响，在数据采集过程中通常会出现累积误差，使得大范围的点云数据需要分成不同批次进行采集，然后需要通过进一步的处理（比如配准、平差等）才能获得完整的数据。因此，全站仪与激光雷达扫描仪各有优缺点。

在实际工程测量中，通常会将两者结合，使用激光雷达扫描仪来获取完整的三维环境信息，然后通过在合适的区域架设反射棱镜，反射棱镜通过棱镜杆安装在对中杆上，对中杆安装在地面上，从而实现反射棱镜的架设。反射棱镜反射测绘光线，通过全站仪扫描接收反射棱镜反射的测绘光线从而获取精确的点位信息，并利用这些信息来辅助激光雷达点云的配准，从而消除累积误差，获得高精度的点云数据。这一步操作通常包括如下步骤：首先在测量区域布设反射片，使用激光扫描仪进行扫描，获取点云数据；然后在数据区域中找到反射片区域，在其位置上再次架设反射棱镜，使用全站仪进行测量，获取高精度的点定位数据。最后，使用全站仪点数据来辅助配准点云数据，提升点云数据的平均精度，提高点云数据质量。

但是，现有的测绘中，反射棱镜和反射片的布设是分开的，难以保证不同组反射棱镜和反射片之间的相对位置关系一致，这也导致了这种测量方法存在一定的误差。此外，这种测量方法需要找到点云数据中的反射片区域，并布设反射棱镜，工作流程复杂并且需要多点测量时工作量巨大，在这些复杂的操作步骤中也会引入额外的误差。

发明内容

为了改善现有技术中测绘过程中布设反射棱镜和反射片的流程复杂的问题，本申请提供的一体式测绘反射装置采用如下的方案：

一体式测绘反射装置，其特征在于：包括安装件、反射棱镜、以及反射片，所述反射棱镜与反射片均安装在所述安装件上；所述反射片上设置有用于反射测绘光线的反射面，所述反射棱镜具有用于反射测绘光线的镜面；所述安装件包括用于与对中杆连接的棱镜杆，所述棱镜杆的轴线在所述反射面上的正交投影形成一条对中线，所述镜面的中心在反射面上的正交投影与所述反射面的中心均位于所述对中线上，所述反射面与所述镜面的朝向相同。

通过采用上述方案，本申请通过将反射棱镜和反射片安装在同一安装件上的技术手段，有效的简化了测绘过程中对于反射棱镜和反射片的布设流程。传统技术方案在测绘过程中，通常是需要分为两步分别布设反射棱镜和反射片，测绘人员布设反射片并测绘完成后，需要测绘人员重新布设反射棱镜并再次测量，工作量较大；且需要将由反射片获取的点云数据与反射棱镜获取的点定位数据对应，期间难免会存在数据误差。本申请技术方案中，通过将反射棱镜与反射片安装在同一安装件上，一方面，组合形成的测绘反射装置同时具备反射片以及反射棱镜，同一装置即可实现多功能；另一方面，在安装件上的反射片与反射棱镜的朝向相同，且镜面的中心与反射面的中心均位于反射棱镜轴线在反射面上的投影上，保证了该测绘反射装置的对中效果，且反射棱镜与反射片之间的距离已知，因此，在测绘过程中，测绘人员只需架设一次该测绘反射装置即可，只需将反射棱镜与反射片之间的已知距离直接代入后续计算即可完成测绘，显著的简化了测绘过程对于反射棱镜和反射片的布设流程，提高了测绘效率；第三方面，由于无需人工再次寻找反射片布设位置并布设反射棱镜，期间难以避免的操作误差也能得到有效的消除，有助于提升测绘结果的精准度。

可选的，所述安装件还包括安装盒体和安装盖板，所述反射棱镜安装在所述安装盒体中，所述安装盒体具有用于测绘光线出入的反射开口，所述安装盖板铰接在所述反射开口一侧的安装盒体侧缘上；所述安装盖板上设置有用于抵触并覆盖所述反射开口的盖板内壁，所述反射片固定在所述安装盖板内壁上。

通过采用上述方案，本申请技术方案能够合上安装盖板以使得所述反射棱镜以及反射片被安装件覆盖保护，起到了有效的防止反射棱镜和反射片被刮花的效果。传统技术方案中，在测绘完成后，通常是将反射棱镜和反射片收纳于额外的收纳盒中，以保护反射棱镜和反射件；但是这种技术手段，一方面需要测绘人员携带额外的收纳盒，携带较为不便；另一方面，即便是将反射棱镜以及反射片收纳于收纳盒中，在运输过程中亦可能出现反射棱镜或反射镜在收纳盒中运动而碰撞损坏的问题。本申请技术方案中，测绘完成后，只需合上盖板即可将反射棱镜以及反射片收纳以起到保护作用，有效的简化了流程，并且便于携带；另一方面，由于反射棱镜与反射镜本身就是分别安装在安装盒体以及安装盖板上，合上盖板后上述二者的运动受限，有效的减少了反射片或反射棱镜碰撞损坏的情况。

可选的，所述反射棱镜转动安装在所述安装盒体中，所述反射棱镜包括用于反射测绘光线的镜面，所述反射棱镜上与所述镜面相对的端面上覆盖有软性缓冲垫；所述安装盖板具有与所述反射开口抵触的合盖态，合盖态时所述反射片抵压在所述软性缓冲垫上。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过设置有软性缓冲垫，能够抵压所述反射片，起到对其进一步的保护作用。在将反射棱镜以及反射片收纳并运输的过程中，由于难以避免的会出现颠簸以及外界环境造成的碰撞，而反射片的安装通常不太稳定，存在反射片可能受到碰撞而脱落的情况；本申请技术方案通过在反射棱镜背面设置有缓冲垫，测绘完成后进行收纳的过程中，将反射棱镜转动以使得缓冲垫抵压该反射片即可，该技术手段有效地防止了反射片的脱落损坏，进一步起到了对反射片的保护效果。

可选的，所述安装盖板还具有与所述棱镜杆卡接的开盖态，所述安装盖板上与所述盖板内壁相对的端面上设置有弹性卡槽，开盖态时所述棱镜杆卡接在所述弹性卡槽内。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过弹性卡槽卡接在棱镜杆上的设置，在开盖态时将安装盖板与棱镜杆固定，以对安装盖板上的反射片起到了定位的效果。在实际生产工况中，安装盖板受到环境因素如风吹的影响，可能受到扰动使得反射片微动，容易出现测量数据误差。本申请技术方案在测绘过程中开盖态时，能够有效的提升反射片的稳定性，进一步提升了测绘数据的精准度。

可选的，所述棱镜杆包括用于与安装盒体连接的上支杆以及用于与对中杆连接的下支杆，所述上支杆轴向的一端与所述下支杆轴向的一端铰接，所述上支杆的轴向另一端与所述安装盒体铰接。所述上支杆以及所述下支杆能够转动贴合在所述安装盒体的外壁。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过上支杆与下支杆铰接形成棱镜杆，测绘完成后能够折叠收纳以起到节约空间的效果。传统的技术方案中，棱镜杆通常是可拆卸的装在反射棱镜上，测绘完成后需要测绘人员手动将其拆下以进行收纳，而下次需要测绘时又需要手动安装棱镜杆，操作流程较为复杂。本申请技术方案中，上支杆铰接在安装盒体上，下支杆与上支杆铰接，需要进行测绘工作时，将棱镜杆展开即可使用，而测绘完成后，仅需将上支杆以及下支杆转动即可贴合在安装盒体的外壁上，操作流程较为简单。

可选的，所述下支杆上设置有卡接部，所述安装盖板上对应所述卡接部设置有卡接槽；合盖态时所述下支杆贴合在所述安装盒体的外壁且所述卡接部卡接在所述卡接槽中。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过下支杆上的卡接部从而稳定贴合在安装盒体上，并且将安装盖板与安装合体锁合，有效的防止了运输过程中安装件受扰动导致安装盖板与安装盒体之间相对转动。将测绘反射装置收纳并运输的实际工况中，安装盖板可能受到颠簸或翻转而导致合盖态的安装盖板转动远离安装盒体，从而导致无法对反射片和反射棱镜起到保护作用，可能出现反射棱镜和反射片被刮花损坏的问题；本申请技术方案，下支杆折叠贴合在安装盒体外壁上的同时，能够通过卡接部限制安装盖板的转动，一方面，保证了棱镜杆贴合在安装盒体上的稳定性；另一方面，有效的保证了运输过程中合盖的稳定性，进一步提升了对反射片和反射棱镜的保护效果。

可选的，所述安装盒体内设置有用于对所述安装盖板和所述棱镜杆进行转动限位的限位件，所述安装盒体内还滑动设置有用于限制所述限位件在盒体内进出的启闭件；合盖态时，所述启闭件关闭且限位件被收纳于安装盒体中；开盖态时，所述启闭件开启且所述棱镜杆和安装盖板各自通过限位件与安装盒体相连。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过设置有限位件以及启闭件，在该测绘反射装置处于开盖态时，能够对安装盖板以及棱镜杆进行转动限位，使得安装盖板上的反射片的位置较为稳定，并且有效的保证了棱镜杆的稳定性。实际测绘过程中，测绘反射装置处于开盖态时，由于棱镜杆为折叠式结构，且安装盖板亦是可转动的安装在安装盒体上，因此，盖板可能受扰动而微动，棱镜杆也可能受力而转动导致不稳定的情况，盖板的位置以及棱镜杆的稳定性难以得到保障；本申请技术方案中，通过设置有限位件，在开盖态时，启闭件打开以使得限位件对安装盖板以及棱镜杆进行转动限位，起到了有效的防止盖板微动的效果，从而保证了反射片的位置稳定，进一步提升了测绘结果的精确度。另一方面，棱镜杆能够受到限位件的限制而展开后保持稳定，进一步保证了测绘的稳定性和精准度。

可选的，所述限位件包括第一销轴、第二销轴以及用于第三销轴，所述上支杆上设置有第一通道，所述下支杆上设置有用于对准第一通道的第一盲孔，开盖态时所述第一销轴的一端位于所述第一盲孔中，第一销轴的另一端位于所述第一通道中；所述上支杆内还设置有第二盲孔，开盖态时所述第二销轴的一端位于所述第二盲孔中，第二销轴的另一端位于所述安装盒体中；所述安装盖板上设置有第三盲孔，开盖态时所述第三销轴的一端位于所述第三盲孔中，第三销轴的另一端位于所述安装盒体中。

通过采用上述方案，本申请通过在上支杆中设置有第一通道、下支杆中对应设置第一盲孔，实际的测绘工况中，通常是先转动展开棱镜杆，随后位于安装盒体中的第一销轴能够随着启闭件的打开而顺势滑入第一通道中，并受到第一盲孔底面的抵触而同时位于第一盲孔与第一通道中，从而实现对上支杆和下支杆之间的转动限位；同理，限位件对于上支杆与安装盒体之间、安装盒体与安装盖板之间亦能够进行限位；本申请技术方案通过重力驱动限位件的方式，无需额外的驱动源进行驱动，一方面进一步的简化了操作流程，另一方面，无需额外的驱动源起到了节能环保的效果。

可选的，所述启闭件上设置有用于拉动启闭件开启的拉索以及用于驱动启闭件滑移关闭的复位弹簧；所述启闭件的一端通过拉索固接在所述安装盖板内壁，启闭件上相对的另一端通过复位弹簧安装在所述安装盒体中。

通过采用上述方案，本申请技术方案通过拉索以及复位弹簧以带动启闭件的运动，启闭件随着安装盖板的开合而启闭，显著的简化了工作流程；本申请技术通过采用启闭件随着安装盖板运动的技术手段，合盖态时，启闭件关闭能够防止限位件从安装盒体中脱落；而开盖态时，启闭件能够联动式的打开，以对棱镜杆以及安装盖板进行限位；本申请技术方案联动式结构的设计，无需额外的操作流程对棱镜杆以及安装盖板的转动进行限位，显著的简化了操作流程，有效的提高了对该测绘反射装置的布设效率。

综上所述，本申请包括至少以下有益技术效果：

1.本申请通过将反射棱镜和反射片安装在同一安装件上的技术手段，有效的简化了测绘过程中对于反射棱镜和反射片的布设流程。传统技术方案在测绘过程中，通常是需要分为两步分别布设反射棱镜和反射片，测绘人员布设反射片并测绘完成后，需要测绘人员重新布设反射棱镜并再次测量，工作量较大；且需要将由反射片获取的点云数据与反射棱镜获取的点定位数据对应，期间难免会存在数据误差。本申请技术方案中，通过将反射棱镜与反射片安装在同一安装件上，一方面，组合形成的测绘反射装置同时具备反射片以及反射棱镜，同一装置即可实现多功能；另一方面，在安装件上的反射片与反射棱镜的朝向相同，且镜面的中心与反射面的中心均位于反射棱镜轴线在反射面上的投影上，保证了该测绘反射装置的对中效果，且反射棱镜与反射片之间的距离已知，因此，在测绘过程中，测绘人员只需架设一次该测绘反射装置即可，只需将反射棱镜与反射片之间的已知距离直接代入后续计算即可完成测绘，显著的简化了测绘过程对于反射棱镜和反射片的布设流程，提高了测绘效率；第三方面，由于无需人工再次寻找反射片布设位置并布设反射棱镜，期间难以避免的操作误差也能得到有效的消除，有助于提升测绘结果的精准度。

2.本申请技术方案能够合上安装盖板以使得所述反射棱镜以及反射片被安装件覆盖保护，起到了有效的防止反射棱镜和反射片被刮花的效果。传统技术方案中，在测绘完成后，通常是将反射棱镜和反射片收纳于额外的收纳盒中，以保护反射棱镜和反射件；但是这种技术手段，一方面需要测绘人员携带额外的收纳盒，携带较为不便；另一方面，即便是将反射棱镜以及反射片收纳于收纳盒中，在运输过程中亦可能出现反射棱镜或反射镜在收纳盒中运动而碰撞损坏的问题。本申请技术方案中，测绘完成后，只需合上盖板即可将反射棱镜以及反射片收纳以起到保护作用，有效的简化了流程，并且便于携带；另一方面，由于反射棱镜与反射镜本身就是分别安装在安装盒体以及安装盖板上，合上盖板后上述二者的运动受限，有效的减少了反射片或反射棱镜碰撞损坏的情况。

3.本申请技术方案通过拉索以及复位弹簧以带动启闭件的运动，启闭件随着安装盖板的开合而启闭，显著的简化了工作流程；本申请技术通过采用启闭件随着安装盖板运动的技术手段，合盖态时，启闭件关闭能够防止限位件从安装盒体中脱落；而开盖态时，启闭件能够联动式的打开，以对棱镜杆以及安装盖板进行限位；本申请技术方案联动式结构的设计，无需额外的操作流程对棱镜杆以及安装盖板的转动进行限位，显著的简化了操作流程，有效的提高了对该测绘反射装置的布设效率。

附图说明

图1是本申请实施例整体结构的示意图。

图2是本申请实施例为展示开盖态后棱镜杆和安装盖板的关系所做的隐藏了安装盖板部分结构所做的示意图。

图3是本申请实施例合盖态的示意图。

图4是本申请实施例的片剖视图；

图5是本申请实施例另一角度剖视图；

图6是本申请实施例隐藏安装盒体所做的示意图。

附图标记说明：

1、安装件；11、棱镜杆；111、上支杆；1111、第一通道；1112、第二盲孔；112、下支杆；1121、第一盲孔；113、卡接部；12、安装盒体；121、反射开口；13、安装盖板；131、弹性卡槽；132、卡接槽；133、第三盲孔；

2、反射棱镜；21、镜面；

3、反射片；31、反射面；

4、缓冲垫；

5、限位件；51、第一销轴；52、第二销轴；53、第三销轴；

6、启闭件；61、拉索；62、复位弹簧。

具体实施方式

以下结合附图，对本申请作进一步详细说明。

参照图1，一体式测绘反射装置，其包括：安装件1、用于配合全站仪测绘以反射光线的反射棱镜2以及用于配合激光雷达扫描仪测绘以反射光线的反射片3，反射棱镜2与反射片3均安装在安装件1上。

参照图1和图2，安装件1包括安装盒体12、安装盖板13以及棱镜杆11，安装盒体12内部具有用于安装反射棱镜2的容置腔室，反射棱镜2转动安装于该容置腔室中，该容置腔室具有用于测绘光线出入的反射开口121；本申请实施例中，该容置腔室中安装有转动基座，反射棱镜2转动安装在该转动基座上，值得一提的是本申请实施例中，反射棱镜2与转动基座之间具有阻尼，反射棱镜2在不受外力作用下能够停在转动基座的任一转动角度上以便于反射棱镜2的调节。在其它实施例中在转动基座上靠近反射棱镜2的端面上还设置有定位凸起，反射棱镜2上对应该定位凸起设置有定位孔，以使得反射棱镜2的定位孔转动至与定位凸起对准时能够将定位凸起容纳，从而实现对反射棱镜2转角的定位；在该实施例中，反射棱镜2的镜面21朝向该反射开口121或反射棱镜2上镜面21相对的端面对准该反射开口121时，定位凸起收纳于对应的定位孔中以实现定位。

安装盖板13的一侧缘铰接在反射开口121一侧的安装盒体12侧缘上，该安装盖板13具有用于与反射开口121抵触并覆盖该反射开口121的盖板内壁，反射片3固定安装在该盖板内壁上。安装盖板13具有与反射开口121抵触的合盖态以及与棱镜杆11卡接的开盖态，合盖态时盖板内壁抵触在反射开口121外周的安装盒体12上，且该反射开口121被安装盖板13完全覆盖，以使得安装在盖板内壁上的反射片3被安装盒体12和安装盖板13罩覆保护，同时安装在容置腔室中的反射棱镜2被安装盒体12和安装盖板13罩覆保护。

参照图2和图3，安装盖板13上与盖板内壁相对的端面上设置有弹性卡槽131，本申请实施例中该弹性卡槽131的直径不大于棱镜杆11的直径，以使得该安装盖板13能够通过弹性卡槽131稳定的卡接在棱镜杆11上；开盖态时，安装盖板13卡接在棱镜杆11上，值得一提的是，为了便于理解，将反射片3上用于反射测绘光线的面定义为反射面31，将反射棱镜2上用于反射测绘光线的面定义为镜面21，棱镜杆11的轴线在反射面31上的正交投影定义为对中线。开盖态时反射面31与镜面21朝向相同，且镜面21的中心在反射面31上的正交投影与反射面31的中心均位于该对中线上，以便于该测绘反射装置上反射棱镜2和反射片3均能够通过棱镜杆11起到对中效果，反射棱镜2与反射片3之间具有固定的距离差，以便于后续将数据代入计算。

值得一提的是，本申请实施例中反射棱镜2上镜面21相对的端面设置有软性缓冲垫4，合盖态时软性缓冲垫4朝向反射开口121，反射片3抵压在该软性缓冲垫4上，以进一步对反射片3起到保护效果。

参照图1和图3，为了节约空间，棱镜杆11由铰接在安装盒体12上的上支杆111和铰接在上支杆111上的下支杆112组成，上支杆111与下支杆112能够转动并贴合在安装盒体12的外壁。

安装盒体12具有用于连接上支杆111的安装面，合盖态时，棱镜杆11贴合在安装盒体12的外壁；为了能将棱镜杆11稳定的贴合在安装盒体12的外壁上，下支杆112上设置有卡接部113，安装盖板13上对应该卡接部113设置有卡接槽132，合盖态时该卡接部113插装在卡接槽132中；本申请实施例中，该卡接部113成“L”型金属杆，该卡接槽132中设置有用于吸附该金属杆的定位磁铁。

参照图4和图5，该测绘反射装置还包括用于对安装盖板13和棱镜杆11进行转动限位的限位件5，该限位件5包括用于限制上支杆111与下支杆112之间相对转动的第一销轴51、用于限制上支杆111与安装盒体12之间相对转动的第二销轴52以及用于限制安装盖板13与安装盒体12之间相对转动的第三销轴53。第一销轴51、第二销轴52、第三销轴53均滑动安装在安装盒体12中。

上支杆111上设置有第一通道1111，下支杆112上设置有一个用于对准第一通道1111的第一盲孔1121，开盖态时第一销轴51的一端位于第一盲孔1121中，第一销轴51的另一端位于第一通道1111中，以锁止上支杆111与下支杆112之间的相对转动。

上支杆111内还设置有一个第二盲孔1112，开盖态时第二销轴52的一端位于第二盲孔1112中，第二销轴52的另一端位于安装盒体12中；以锁止上支杆111与安装盒体12之间的相对转动。

安装盖板13上设置有第三盲孔133，开盖态时第三销轴53的一端位于第三盲孔133中，第三销轴53的另一端位于安装盒体12中，以锁止安装盖板13与安装盒体12之间的相对转动。

参照图6，为了防止合盖态时，第一销轴51、第二销轴52以及第三销轴53从安装盒体12中脱落，该测绘反射装置还包括用于限制限位件5在盒体内进出的启闭件6。启闭件6上设置有用于拉动启闭件6开启的拉索61以及用于驱动启闭件6滑移关闭的复位弹簧62；启闭件6的一端通过拉索61固接在安装盖板13内壁，启闭件6上相对的另一端通过复位弹簧62安装在安装盒体12中。

本申请实施例中拉索61为软性钢索，启闭件6为开设有通孔的滑板，安装盒体12中对于该启闭件6开设有滑槽，启闭件6滑动安装在该滑槽中。安装盒体12上用于与上支杆111铰接连接的面上设置有用于对准第一通道1111的第一通孔、用于对准第二盲孔1112的第二通孔以及用于对准第三盲孔133的第三通孔。

合盖态时，启闭件6上的通孔与第一通孔、第二通孔、第三通孔均错位设置，由合盖态至开盖态的过程中，安装盖板13转动并通过拉索61带动启闭件6滑动，开盖态时启闭件6上的若干通孔与第一通孔、第二通孔以及第三通孔对准，以使得滑移安装在安装盒体12内的第一销轴51滑入第一通道1111，第二销轴52滑入第二盲孔1112，第三销轴53滑入第三盲孔133。

由开盖态至合盖态的过程中，实际工况中，将该测绘反射装置倒置以使得销轴回位，随后安装盖板13回转、复位弹簧62驱动启闭件6在对应的滑槽中滑动，启闭件6上的若干通孔与安装盒体12上第一通孔、第二通孔以及第三通孔错位，实现防止销轴滑出的效果。值得一提的是，本申请实施例中启闭件6包括用于启闭第一通孔以及第二通孔的中部启闭滑板，还包括用于启闭第二通孔的侧启闭滑板；该侧启闭滑板的数量为两个，每个侧启闭滑板对应一个第三通孔以及一个第三盲孔133。两个侧启闭滑板对分别设置在上支杆111与安装盒体12铰接处的两侧，以使得对安装盖板13的转动限位更加稳定。

本申请实施例一种的实施原理为：常态下该测绘反射件处于合盖态，测绘工作进行时该测绘反射件处于开盖态。由合盖态至开盖态的过程中，首先转动下支杆112以解除卡接部113的定位，并将棱镜杆11竖直展开，随后将安装盖板13展开，以使得其卡接在棱镜杆11上。测绘完成后，由开盖态至合盖态的过程中，首先将该测绘反射装置倒置以使得限位件5回位，随后将安装盖板13转动抵触在安装盒体12上，最后将棱镜杆11转动贴合在安装盒体12的侧壁，并将卡接部113安装在卡接槽132中。

本具体实施方式的实施例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，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。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。