[發明專利]一種生成激光彩色云圖的方法

有效

• 申請號: 201010237265.5
• 申請日: 2010-07-22
• 公開（公告）號: CN101901501A
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 鐘若飛;宮輝力;王留召;劉先林
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G01C11/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;朱世定

1.一種生成激光彩色云圖的方法，在待測場景中設有多個目標點，其特征在于，包括以下步驟：

S10，將線陣相機和激光掃描儀進行剛性平行綁定，以使二者的掃描面平行，且該等掃描面垂直于相機前節點與激光掃描儀中心的連線；

S20，令線陣相機和激光掃描儀進行同步掃描；

S30，建立同名目標點的激光掃描角與其在線陣影像上的像元序號間的對應關系——顏色查找表；

S40，根據顏色查找表與激光掃描儀和線陣相機的掃描時間差建立激光點云中的每個激光點與其RGB信息對應的關系。

2.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述步驟S1中，將線陣相機和激光掃描儀進行剛性平行綁定是包括以下步驟：

S11，將線陣相機的前節點和激光掃描儀的中心對齊；

S12，調整激光掃描儀和相機的夾角，使二者的“成像線”平行；

S13，調整激光掃描儀和相機的張角，使二者的“成像線”之間的距離恒定；

S14，將調節好的線陣相機和激光掃描儀進行剛性綁定。

3.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述步驟S10中，是將線陣相機通過帶有三個調節螺母的雙層過渡板，平行安裝在激光掃描儀頂點的正上方，并在所述調節螺母直間設有塞尺，通過調節塞尺進行二者的平行調節。

4.根據權利要求3所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，調整激光掃描儀和相機的夾角的方法為：令激光掃描儀和相機以速度V同步勻速移動，對設置于環狀墻面的多個目標點進行成像；分別計算激光掃描線和相機掃描線經過目標點中的點point1和點point2的時間差Δt_L、Δt_C，則需要調整的塞尺距離為：ds×ΔR_i，其中，ΔR_i＝α-β，α＝Δt_L×V/d，β＝Δt_C×V/d，d是點point1和點point2的直線距離。

5.根據權利要求3所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，調整激光掃描儀和相機的張角的方法為：令激光掃描儀和相機以速度V同步勻速移動，對設置于墻面的多個目標點進行成像；求出標志點連線的中垂線到投影中心的垂距L，然后獲取每個標志點對應的激光掃描儀的高程Z_ci和相機高程z_ji，所述高程為二者在對標志點采樣時距離起點的距離，兩個高程相減再減相機前節點與激光掃描儀頂點的距離h(以170mm為例)得到對應每個標志點的調整分量v_i，需調整的厚度＝2×ds×μ，其中，ds為塞尺厚度；N是圖像中標志點個數。

6.根據權利要求1或2所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述剛性綁定是用機械的方式將激光掃描儀的掃描面和線陣相機固定在一起，令其不能相對運動；或者用機械/電子的方式對激光掃描儀和線陣相機進行同步隨動控制。

7.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述步驟S20線陣相機和激光掃描儀進行同步掃描通過將二者固定在一精密可控的升降平臺上實現。

8.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述步驟S30中，顏色查找表的建立是根據激光點云上作為標志點的同名點坐標與影像信息的匹配；首先，在點云中識別出標志點，之后根據標志點的坐標中附帶的GPS時間信息找到對應極坐標文件中對應點的角度，同時在影像中量測出該標志點的列號，即其對應線陣相機中的第幾個像素；從而建立相機一個像素與激光掃描儀對應極坐標角度之間的映射關系。

9.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述顏色查找表中激光掃描角與其在線陣影像上的像元序號間的對應關系是非線性的。

10.根據權利要求1所述的生成激光彩色云圖的方法，其特征在于，所述步驟S40中，利用GPS數據，實時獲取剛性綁定的相機和激光掃描儀二者在運動方向上的速度V(t)，通過速度V(t)根據公式求得相機和激光掃描儀移動距離d所需的時間差t2-t1，由此建立激光掃描線和相機的對應推掃線的映射，其中d是相機前節點和激光掃描儀中心之間的距離。