旋轉測繪儀/盤庫儀-無線型-單線
l 360度空間掃描
l 厘米級點云精度
l 30/50米掃描半徑
l 無線數據通訊
l 慣導方向定位
l GPS戶外定位
l 可選配工業平板
2021.10
第1章 概述
1.1 簡介
米樂科技的雷達旋轉測繪儀產品能夠快速穩定的獲取空間三維數據，并通過mirror3D點云采集處理軟件，使用參數化腳本，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，將處理結果存入數據庫，生成報表以及網頁端展示。以此，適應企業數據信息采集、自動化、數字化的各類需求。
米樂科技自主研發的激光雷達旋轉測繪系統，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。智能云臺旋轉掃描范圍、掃描速度，可以任意設置，并且云臺具有交換機功能，與雷達共用一根網線，通過一根網線就可以控制云臺，同時接收雷達數據，簡化布線。雷達傳輸采用網口通訊，可以適應遠距離控制和數據傳輸，通過網絡（或者無線網）傳輸將實時數據傳輸給監控或者總控中心。可以多達幾十，甚至上百個雷達架設點，共用一個服務器，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節，測量角度可根據實際測量調節，還可以根據場地的大小和物體料堆的大小進行實際調節。
l 適應能力強：抗干擾、環境適應性強，不受環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：激光雷達采用工業級設計，IP67防護等級，量程10-150米（測量距離可根據實際要求選取）測量穩定，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。
l 無需現場標定：出廠設置優化狀態良好。
l 設置簡單：任何人都可以在短時間內簡單設定。
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
R360 | L1 | D30 |
① | ② | ③ |
① 代表云臺轉動范圍：
R360：旋轉范圍360度
RM：旋轉范圍不受限
② 代表雷達通道數：
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，請先檢查外包裝標明的產品型號是否與訂購的產品一致。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。檢查產品表面是否有機械損壞，如果表面有損壞，或產品內容與《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系。
表 1裝箱清單
序號 | 名稱 | 數量 | 備注 |
1 | 雷達 | 1 | 單線 |
2 | 云臺 | 1 | 網絡型 |
3 | 云臺控制器（內置） | 1 | |
4 | 慣導及GPS（內置） | 1 | |
5 | 電源 | 1 | 12V 2A |
6 | 螺釘(配螺母) | 4 | M6×6 |
7 | 測試網線 | 2 | 半米 |
8 | 工業平板電腦 | 1 | 選配 |
9 | 靶標球 | 5 | 選配 |
2.2 安裝環境
l 遠離強電磁干擾環境，遠離大功率用電器。
l 避免與大功率用電器共用電源。
l 激光雷達設備線纜避免與強電流或電壓頻繁切換的供電線平行鋪設。
2.3 準備工作
在安裝之前，請先準備好以下物品：
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
序號 | 名稱 | 說明 |
1 | 雷達 | 檢測雷達 |
2 | L型安裝板 | 雷達和云臺連接安裝板 |
3 | 雷達接線端子 | 雷達數據線 |
4 | 云臺 | 控制雷達旋轉 |
5 | 上位機端口 | 連接上位機傳輸數據 |
6 | 電源 | 供電電源接口 |
7 | 數碼顯示 | 電量顯示 |
8 | 旋轉臺 | 雷達可以360°自由旋轉 |
9 | 水平水泡 | 觀察安裝設備的平行度 |
10 | 信號天線 | 數據的傳輸 |
11 | 信號天線 | 數據的傳輸 |
12 | 電源開關 | 電池電源開關 |
2.5 工業平板電腦（選配）
工業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。工業平板預裝mirror3D采集軟件，該軟件只能進行數據采集保存，由于戶外多次采集的數據量比較大，需要使用mirror3D采集軟件完成數據采集和拼接工作后，將數據保存下來，然后使用mirror3D分析軟件，進行后續的數據處理。
表 3工業平板電腦參數表
名稱 | 參數 | 名稱 | 參數 |
整機重量 | 裸機1000g | CPU | Z8350 |
整機顏色 | 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點電容屏 | 藍牙 | 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標準耳機接口*1 | 一維碼 | 光學分辨率：5mil/掃描速度50次/s |
二維碼 | 光學分辨率：5mil/掃描速度50次/s | ||
濕度 | 5％~95％,不凝結 | ||
電池容量 | 3.7V/8000mAh | 防護等級 | IP67 |
續航時間 | 約8小時 | 固態內存 | 32G/64G/128G（可選） |
工作溫度 | -10oC∽50oC | 存儲溫度 | -20oC∽60oC |
圖 2 工業平板電腦
第3章 硬件連接及安裝
3.1 系統接線圖
3.1.1 單機設備
本設備需要通訊網線傳輸數據，供電需要2.5mm供電線纜，可以直接供220V交流電源到設備安裝位置，然后使用設備專用電源適配器給設備供電。也可以直接使用直流12V電源給設備供電。（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備內部主要電器元件）
單機設備與平板電腦使用無線連接，無需使用有線網口。
三腳架與儀器底部的中間孔連接固定，盡量根據水平泡將儀器調整水平。
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測繪儀并聯到一起，通過一根網線與上位機通訊（接線方式同單個設備的接線方式）。可以多個設備使用一個mirror3D采集分析軟件，每個設備可以單獨分析處理，也可以多個設備進行點云拼接后，分析處理。
圖 4系統接線圖
| l 請務必在切斷控制器的電源后，實施線纜的連接和拆除。如果在接通電源的狀態下實施連接和拆除，將會導致故障。 l 請先確認連接器的朝向，然后再進行連接。如果連接不正確，會使連接器的針腳彎折，導致故障。 |
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 靶標布置
如需進行自動多點掃描拼接，需要準備3個以上的靶標球，空間定位需要至少三個以上的靶標點。一般情況下，不需要靶標，可以從周邊人工選取固定的特征進行配準，或者使用儀器自帶的慣導和GPS,進行自動拼接。在沒有GPS的場合可以考慮使用靶標球。
表 4靶標球尺寸選擇
空間尺寸（長寬高） | 靶標球直徑（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 | 工作說明 |
上位機 | 綠燈長亮 | 代表線路連接正常 |
黃燈閃爍 | 代表信號正常，正在通訊 | |
黃燈長亮 | 代表線路短路 | |
黃燈滅 | 代表沒有通訊 |
4.2 指示燈說明
上電瞬間，網口綠燈和黃燈會短暫閃亮2秒。
上電后，網絡通訊指示燈狀態見指示燈定義。
第5章 旋轉掃描測試
5.1 雷達掃描
使用兩個雷達旋轉測繪儀，在料堆的兩側，分別進行掃描，掃描完成后，將兩組數據進行配準、拼接。然后經過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 （根據雷達安裝的方向設置的雷達掃描角度）
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
云臺復位
cradle 169.254.1.3 8899 pos0
讀取掃描數據
pcRead ladarSingle.xyz 1 1 1 1 0 pc1
數據變換
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置上位機和雷達的通訊端口，與雷達設置一致；
起始角度和終止角度調整雷達采集數據的范圍0-360°；
運動圈數設置運動多少圈后保存，如果為0，則是實時狀態；
運動步距調整X軸的步進量，雷達轉動一圈數據平移該步距大小，結合雷達轉速和機構運動速度使用；是否輸出為0則不保存，為1保存數據到根目錄下。
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，對數據進行截取、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數據
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數據
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；
基準面要與料倉底部一致，或者先采集空料倉，讓基準面低于料倉底部測得空料倉體積，再裝料采集，基準面不變，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。
