旋轉(zhuǎn)測(cè)繪儀/盤(pán)庫(kù)儀-無(wú)線型-單線
l 360度空間掃描
l 厘米級(jí)點(diǎn)云精度
l 30/50米掃描半徑
l 無(wú)線數(shù)據(jù)通訊
l 慣導(dǎo)方向定位
l GPS戶(hù)外定位
l 可選配工業(yè)平板
2021.10
第1章 概述
1.1 簡(jiǎn)介
米樂(lè)科技的雷達(dá)旋轉(zhuǎn)測(cè)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(guò)mirror3D點(diǎn)云采集處理軟件，使用參數(shù)化腳本，進(jìn)行快速自動(dòng)化分析處理，比如體積計(jì)算，物料定位，物體識(shí)別等，然后，將處理結(jié)果存入數(shù)據(jù)庫(kù)，生成報(bào)表以及網(wǎng)頁(yè)端展示。以此，適應(yīng)企業(yè)數(shù)據(jù)信息采集、自動(dòng)化、數(shù)字化的各類(lèi)需求。
米樂(lè)科技自主研發(fā)的激光雷達(dá)旋轉(zhuǎn)測(cè)繪系統(tǒng)，基于高精度高性?xún)r(jià)比的單線、多線激光雷達(dá)，通過(guò)智能云臺(tái)實(shí)時(shí)角度控制，生成高密度點(diǎn)云，精度達(dá)厘米級(jí)，可用于三維建模、料位、煤堆、糧倉(cāng)等體積的檢測(cè)，也可以用智能倉(cāng)儲(chǔ)的無(wú)人化作業(yè)。智能云臺(tái)旋轉(zhuǎn)掃描范圍、掃描速度，可以任意設(shè)置，并且云臺(tái)具有交換機(jī)功能，與雷達(dá)共用一根網(wǎng)線，通過(guò)一根網(wǎng)線就可以控制云臺(tái)，同時(shí)接收雷達(dá)數(shù)據(jù)，簡(jiǎn)化布線。雷達(dá)傳輸采用網(wǎng)口通訊，可以適應(yīng)遠(yuǎn)距離控制和數(shù)據(jù)傳輸，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)（或者無(wú)線網(wǎng)）傳輸將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸給監(jiān)控或者總控中心。可以多達(dá)幾十，甚至上百個(gè)雷達(dá)架設(shè)點(diǎn)，共用一個(gè)服務(wù)器，方便進(jìn)行集中控制，集中管理。
1.2 特點(diǎn)
l 通用性廣：不同種類(lèi)、不同規(guī)格形狀、不同表面顏色、不同樣式擺放測(cè)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(cè)量角度可根據(jù)實(shí)際測(cè)量調(diào)節(jié)，還可以根據(jù)場(chǎng)地的大小和物體料堆的大小進(jìn)行實(shí)際調(diào)節(jié)。
l 適應(yīng)能力強(qiáng)：抗干擾、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，不受環(huán)境光線的限制光線昏暗或者夜晚也能正常測(cè)量。
l 性能強(qiáng)大：激光雷達(dá)采用工業(yè)級(jí)設(shè)計(jì)，IP67防護(hù)等級(jí)，量程10-150米（測(cè)量距離可根據(jù)實(shí)際要求選取）測(cè)量穩(wěn)定，精度可達(dá)厘米級(jí)。
l 快速實(shí)施：可使用mirror3D點(diǎn)云采集處理軟件，靈活的腳本，快速進(jìn)行分析處理，也可以進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。
l 無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定：出廠設(shè)置優(yōu)化狀態(tài)良好。
l 設(shè)置簡(jiǎn)單：任何人都可以在短時(shí)間內(nèi)簡(jiǎn)單設(shè)定。
l 使用壽命長(zhǎng)：擁有IP67外殼防護(hù)等級(jí)，抗沖擊性好，采用高韌性電纜，可放心使用。
1.3 型號(hào)說(shuō)明
R360 | L1 | D30 |
① | ② | ③ |
① 代表云臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)范圍：
R360：旋轉(zhuǎn)范圍360度
RM：旋轉(zhuǎn)范圍不受限
② 代表雷達(dá)通道數(shù)：
L1：?jiǎn)尉€激光
L16：16線激光
③ 代表雷達(dá)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(kāi)箱檢查
打開(kāi)包裝前，請(qǐng)先檢查外包裝標(biāo)明的產(chǎn)品型號(hào)是否與訂購(gòu)的產(chǎn)品一致。打開(kāi)包裝后，請(qǐng)先戴上防靜電手套，然后按照《裝箱清單》或訂購(gòu)合同仔細(xì)核對(duì)配件是否齊備。檢查產(chǎn)品表面是否有機(jī)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(gòu)合同不符，請(qǐng)不要使用，并立即與米樂(lè)科技聯(lián)系。
表 1裝箱清單
序號(hào) | 名稱(chēng) | 數(shù)量 | 備注 |
1 | 雷達(dá) | 1 | 單線 |
2 | 云臺(tái) | 1 | 網(wǎng)絡(luò)型 |
3 | 云臺(tái)控制器（內(nèi)置） | 1 | |
4 | 慣導(dǎo)及GPS（內(nèi)置） | 1 | |
5 | 電源 | 1 | 12V 2A |
6 | 螺釘(配螺母) | 4 | M6×6 |
7 | 測(cè)試網(wǎng)線 | 2 | 半米 |
8 | 工業(yè)平板電腦 | 1 | 選配 |
9 | 靶標(biāo)球 | 5 | 選配 |
2.2 安裝環(huán)境
l 遠(yuǎn)離強(qiáng)電磁干擾環(huán)境，遠(yuǎn)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(dá)設(shè)備線纜避免與強(qiáng)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(qǐng)先準(zhǔn)備好以下物品：
l Ethernet 線纜（7 類(lèi)線以上或者支持 10GBASE-T）；
l 萬(wàn)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(cè)繪儀本體
圖 1云臺(tái)控制器
表 2云臺(tái)各部件說(shuō)明
序號(hào) | 名稱(chēng) | 說(shuō)明 |
1 | 雷達(dá) | 檢測(cè)雷達(dá) |
2 | L型安裝板 | 雷達(dá)和云臺(tái)連接安裝板 |
3 | 雷達(dá)接線端子 | 雷達(dá)數(shù)據(jù)線 |
4 | 云臺(tái) | 控制雷達(dá)旋轉(zhuǎn) |
5 | 上位機(jī)端口 | 連接上位機(jī)傳輸數(shù)據(jù) |
6 | 電源 | 供電電源接口 |
7 | 數(shù)碼顯示 | 電量顯示 |
8 | 旋轉(zhuǎn)臺(tái) | 雷達(dá)可以360°自由旋轉(zhuǎn) |
9 | 水平水泡 | 觀察安裝設(shè)備的平行度 |
10 | 信號(hào)天線 | 數(shù)據(jù)的傳輸 |
11 | 信號(hào)天線 | 數(shù)據(jù)的傳輸 |
12 | 電源開(kāi)關(guān) | 電池電源開(kāi)關(guān) |
2.5 工業(yè)平板電腦（選配）
工業(yè)平板在戶(hù)外采集的時(shí)候使用，也可以使用筆記本安裝mirror3D采集分析軟件進(jìn)行采集分析。工業(yè)平板預(yù)裝mirror3D采集軟件，該軟件只能進(jìn)行數(shù)據(jù)采集保存，由于戶(hù)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(lái)，然后使用mirror3D分析軟件，進(jìn)行后續(xù)的數(shù)據(jù)處理。
表 3工業(yè)平板電腦參數(shù)表
名稱(chēng) | 參數(shù) | 名稱(chēng) | 參數(shù) |
整機(jī)重量 | 裸機(jī)1000g | CPU | Z8350 |
整機(jī)顏色 | 黑色 | 電源適配器 | AC100V∽240V,50Hz/60Hz 輸出DC5V/3A |
顯示屏 | 10.1寸IPS屏/16：10 | GPS導(dǎo)航 | 支持GPS，Glonass（可選） |
分辨率 | 1280*800 | WIFI | 2.4G+5G雙頻 WIFI802.11（a/b/g/n/ac） |
觸控屏 | 康寧大猩猩5點(diǎn)電容屏 | 藍(lán)牙 | BT4.1（BLE）class1 傳輸距離：10m |
攝像頭 | 前置2.0MP后置5.0MP | NFC | 支持ISO/IEC下14443A協(xié)議 讀卡距離：10mm |
I/O接口 | TF卡*1 支持128G SIM卡*1 USB2.0*1 MicroUSB*1 TypeC*1 HDMI*1 12pin Pogo pin*1 Φ3.5mm標(biāo)準(zhǔn)耳機(jī)接口*1 | 一維碼 | 光學(xué)分辨率：5mil/掃描速度50次/s |
二維碼 | 光學(xué)分辨率：5mil/掃描速度50次/s | ||
濕度 | 5％~95％,不凝結(jié) | ||
電池容量 | 3.7V/8000mAh | 防護(hù)等級(jí) | IP67 |
續(xù)航時(shí)間 | 約8小時(shí) | 固態(tài)內(nèi)存 | 32G/64G/128G（可選） |
工作溫度 | -10oC∽50oC | 存儲(chǔ)溫度 | -20oC∽60oC |
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(jī)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(zhuān)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(shí)，需要注意電源正負(fù)極，正負(fù)極接反會(huì)損壞本設(shè)備內(nèi)部主要電器元件）
單機(jī)設(shè)備與平板電腦使用無(wú)線連接，無(wú)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(diǎn)采集
如需固定多點(diǎn)采集，可以通過(guò)交換機(jī)將多個(gè)旋轉(zhuǎn)測(cè)繪儀并聯(lián)到一起，通過(guò)一根網(wǎng)線與上位機(jī)通訊（接線方式同單個(gè)設(shè)備的接線方式）。可以多個(gè)設(shè)備使用一個(gè)mirror3D采集分析軟件，每個(gè)設(shè)備可以單獨(dú)分析處理，也可以多個(gè)設(shè)備進(jìn)行點(diǎn)云拼接后，分析處理。
圖 4系統(tǒng)接線圖
| l 請(qǐng)務(wù)必在切斷控制器的電源后，實(shí)施線纜的連接和拆除。如果在接通電源的狀態(tài)下實(shí)施連接和拆除，將會(huì)導(dǎo)致故障。 l 請(qǐng)先確認(rèn)連接器的朝向，然后再進(jìn)行連接。如果連接不正確，會(huì)使連接器的針腳彎折，導(dǎo)致故障。 |
3.2 安裝方式
圖 5安裝方式
擺動(dòng)掃描：點(diǎn)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(chǎng)合。
轉(zhuǎn)動(dòng)掃描：掃描范圍更大，小角度掃描范圍更遠(yuǎn)。適合大范圍，安裝高度較低的場(chǎng)合。
3.3 靶標(biāo)布置
如需進(jìn)行自動(dòng)多點(diǎn)掃描拼接，需要準(zhǔn)備3個(gè)以上的靶標(biāo)球，空間定位需要至少三個(gè)以上的靶標(biāo)點(diǎn)。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(jìn)行配準(zhǔn)，或者使用儀器自帶的慣導(dǎo)和GPS,進(jìn)行自動(dòng)拼接。在沒(méi)有GPS的場(chǎng)合可以考慮使用靶標(biāo)球。
表 4靶標(biāo)球尺寸選擇
空間尺寸（長(zhǎng)寬高） | 靶標(biāo)球直徑（mm） |
10米×10米×10米 | 150mm |
30米×30米×30米 | 200mm |
50米×50米×50米 | 300mm |
100米×100米×100米 | 500mm |
第4章 指示燈
4.1 指示燈定義
指示燈 | 狀態(tài) | 工作說(shuō)明 |
上位機(jī) | 綠燈長(zhǎng)亮 | 代表線路連接正常 |
黃燈閃爍 | 代表信號(hào)正常，正在通訊 | |
黃燈長(zhǎng)亮 | 代表線路短路 | |
黃燈滅 | 代表沒(méi)有通訊 |
4.2 指示燈說(shuō)明
上電瞬間，網(wǎng)口綠燈和黃燈會(huì)短暫閃亮2秒。
上電后，網(wǎng)絡(luò)通訊指示燈狀態(tài)見(jiàn)指示燈定義。
第5章 旋轉(zhuǎn)掃描測(cè)試
5.1 雷達(dá)掃描
使用兩個(gè)雷達(dá)旋轉(zhuǎn)測(cè)繪儀，在料堆的兩側(cè)，分別進(jìn)行掃描，掃描完成后，將兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)、拼接。然后經(jīng)過(guò)mirror3D軟件截取、變換、空洞填充、體積計(jì)算，計(jì)算所測(cè)量料堆的體積。
5.1.1 雷達(dá)1掃描
圖 6雷達(dá)1掃描效果
雷達(dá)1掃描腳本：
云臺(tái)使能
cradle 169.254.1.3 8899 ena
云臺(tái)運(yùn)動(dòng)90度，1度/秒
cradle 169.254.1.3 8899 pos-90 （根據(jù)雷達(dá)安裝的方向設(shè)置的雷達(dá)掃描角度）
雷達(dá)掃描900圈，10圈/秒
ladarSingleRun 2368 2369 0 360 900 10 1 ladarSingle.xyz
延時(shí)90秒
D 90000
云臺(tái)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(dá)端口設(shè)置上位機(jī)和雷達(dá)的通訊端口，與雷達(dá)設(shè)置一致；
起始角度和終止角度調(diào)整雷達(dá)采集數(shù)據(jù)的范圍0-360°；
運(yùn)動(dòng)圈數(shù)設(shè)置運(yùn)動(dòng)多少圈后保存，如果為0，則是實(shí)時(shí)狀態(tài)；
運(yùn)動(dòng)步距調(diào)整X軸的步進(jìn)量，雷達(dá)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈數(shù)據(jù)平移該步距大小，結(jié)合雷達(dá)轉(zhuǎn)速和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(dá)2掃描
圖 7雷達(dá)2掃描效果
雷達(dá)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(diǎn)云分析
掃描完成后，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行截取、變換、拼接、空洞填充、體積計(jì)算，計(jì)算所測(cè)量料堆的體積。
點(diǎn)云分析腳本：
讀取雷達(dá)1數(shù)據(jù)
pcRead ladarSingle1.dat 1 1 1 1 0 pc2
點(diǎn)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(dá)2數(shù)據(jù)
pcRead ladarSingle2.dat 1 1 1 1 0 pc21
點(diǎn)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(diǎn)云融合
pcMerge pc5 pc51 0 pc100
點(diǎn)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(diǎn)云截取
pcAbstractROI pc103 500 2000 -10000 10000 -10000 10000 1 pc104
體積計(jì)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(duì)應(yīng)；
基準(zhǔn)面要與料倉(cāng)底部一致，或者先采集空料倉(cāng)，讓基準(zhǔn)面低于料倉(cāng)底部測(cè)得空料倉(cāng)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(cāng)體積。
圖 8點(diǎn)云拼接、空間填充效果
最后計(jì)算體積為：0.296308m3。
