[發明專利]一種基于2D激光掃描的室內室外環境建模方法及系統在審
| 申請號： | 201810142216.X | 申請日： | 2018-02-11 |
| 公開（公告）號： | CN108510587A | 公開（公告）日： | 2018-09-07 |
| 發明（設計）人： | 陳輝;徐鵬;黃曉銘;楊劍;崔承剛;孫錦中 | 申請（專利權）人： | 上海電力學院 |
| 主分類號： | G06T17/10 | 分類號： | G06T17/10;G06T7/30 |
| 代理公司： | 上海科盛知識產權代理有限公司 31225 | 代理人： | 葉敏華 |
| 地址： | 200090 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 激光掃描儀 室外環境 室內 點云數據 旋轉云臺 建模 云臺解碼器 環境場景 激光掃描 站點 掃描 預處理 三維場景建模 云臺編碼器 環境信息 建模系統 旋轉矩陣 收斂性 計算機 配準 向量 拼接 電源 室外 采集 | ||
1.一種基于2D激光掃描的室內室外環境建模方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：
S1：利用2D激光掃描儀采集環境場景中掃描站點的點云數據，進行預處理；
S2：利用ICP算法對點云數據進行配準，獲取旋轉矩陣和平移向量；
S3：對環境場景中各掃描站點的點云數據進行拼接及三維場景建模。
2.根據權利要求1所述的一種基于2D激光掃描的室內室外環境建模方法，其特征在于，所述的步驟S1具體包括以下步驟：
11)利用2D激光掃描儀采集同一場景的多個站點的原始點云數據；
12)去除原始點云數據中的無效數據，獲取反映場景坐標信息的有效點云數據；
13)將極坐標下的有效點云數據轉換到笛卡爾坐標系下，以2D激光掃描儀位置為原點，笛卡爾坐標系下第i個有效點云數據的表達式為：
其中，di為有效點云數據中第i個點到原點的距離；α為笛卡爾坐標系下的第i個點與原點之間的水平角；β為笛卡爾坐標系下的第i個點與原點之間的垂直角。
14)對轉換后的點云數據進行體外孤點和離群點剔除及毛刺點噪聲調整，在保留有效數據的同時，去除點云數據中的無效數據；
15)采用基于八叉樹的方法對散亂點云進行網格劃分，并構建點云的K-鄰域，計算出點云各點的幾何特征信息，進一步通過曲率采樣法對點云數據進行精簡，在曲率較小的區域保留少量的點，在曲率較大的區域保留較多的點，進而在保持自身細節特征的同時，對點云數據進行精簡化處理。
3.根據權利要求1所述的一種基于2D激光掃描的室內室外環境建模方法，其特征在于，所述的步驟S2具體包括以下步驟：
21)對笛卡爾坐標系下點云集M中的每個點Mi(i＝1,…,n)，采用歐幾里得距離模型，在點云集B中找到該點的對應平移變換向量最近距離的點，并用Bi表示，其中，n為點云數量；
22)根據步驟21)所獲取的對應點對Mi和Bi，通過四元數法獲取兩幀點云的對應旋轉矩陣R和平移向量T，進而獲取均方誤差MSE；
23)判斷均方誤差MSE是否達到最小，若是，則輸出旋轉矩陣R和平移向量T，否則，進行下一次迭代。
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