[發(fā)明專利]渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911032356.2
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN110780308B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 張華;林海濤;陳永燦;汪雙;李永龍;陳財富
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G01S17/06
• 分類號: G01S17/06;G01S17/87;B63C11/52
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括：

地面控制站；

水下機器人，其與所述地面控制站通過有線局域網(wǎng)信號連接；

點云數(shù)據(jù)前端采集裝置，其固定于所述水下機器人，并包括亞克力箱體、防水推桿以及點云采集模塊；

所述亞克力箱體為內(nèi)部裝有清水的全密封結(jié)構(gòu)，其固定連接于所述水下機器人；

防水推桿，其常靜止部與所述亞克力箱體固定連接，且常靜止部的推桿伸出端穿入所述亞克力箱體內(nèi)，所述防水推桿與所述水下機器人電性連接；

所述點云采集模塊包括攝像機、UP board板載PC以及防水密封盒，所述防水密封盒置于所述亞克力箱體內(nèi)并安裝在所述防水推桿的推動端，所述UP board板載PC和所述攝像機均安裝于所述防水密封盒內(nèi)，所述攝像機與所述UP board板載PC電性連接，所述UP board板載PC與所述水下機器人通過有線局域網(wǎng)信號連接，所述防水密封盒設置有透明玻璃板，所述攝像機正對所述透明玻璃板，所述攝像機能依次透過所述透明玻璃板、所述透過亞克力箱體內(nèi)的清水以及所述透過亞克力箱體的透明箱壁，獲取所述透過亞克力箱體外的點云圖像數(shù)據(jù)；

所述亞克力箱體內(nèi)通過隔板分成兩個空間，所述防水推桿的靜止部的一部分由外至內(nèi)伸至其中一個空間，所述防水密封盒安裝于另一個空間，所述防水推桿的推動端穿過所述隔板并與所述防水密封盒固定連接。

2.根據(jù)權利要求1所述的渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述透明玻璃板設置于所述防水密封盒的盒蓋部。

3.根據(jù)權利要求1所述的渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述防水密封盒的盒蓋與盒體之間通過密封圈密封。

4.根據(jù)權利要求1所述的渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，所述UPboard板載PC通過防水線纜組件與所述水下機器人電性連接，所述防水線纜組件包括兩個防水航空插頭以及將兩個防水航空插頭電性連接在一起的防水線纜，兩個所述防水航空插頭分別與所述水下機器人和所述UP board板載PC電性連接。

5.一種渾濁水體環(huán)境下三維點云數(shù)據(jù)采集方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將組裝為一體的水下機器人和點云數(shù)據(jù)前端采集裝置置于待觀測水域；

S2、攝像機透過透明玻璃板、亞克力箱體內(nèi)的清水以及透過亞克力箱體的透明箱壁，實時獲取亞克力箱體外的點云圖像數(shù)據(jù)，并將點云圖像數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)傳輸至地面控制站；

S3、通過地面控制站向水下機器人發(fā)出移動控制信號，利用水下機器人帶動點云數(shù)據(jù)前端采集裝置移動至點云圖像數(shù)據(jù)目標采集點；

S4、通過地面控制站向水下機器人發(fā)出攝像機傾斜角度調(diào)節(jié)信號以及防水推桿伸縮信號，水下機器人在水下調(diào)整自身姿態(tài)以調(diào)節(jié)攝像機的傾斜角度，水下機器人同時控制防水推桿做伸縮動作，通過防水推桿的伸縮動作調(diào)節(jié)攝像機的高度，以補償點云圖像數(shù)據(jù)采集光線的偏折角度，直至消除點云圖像數(shù)據(jù)的畸變；

S5、攝像機實時獲取點云圖像數(shù)據(jù)目標采集點的點云圖像數(shù)據(jù)，并通過局域網(wǎng)將沒有產(chǎn)生畸變的點云圖像數(shù)據(jù)上傳至地面控制站。