[發(fā)明專利]一種行車三維建模系統(tǒng)及其方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110299262.2
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN112884903A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 呂洪炳;郭錦榮;鐘金鳴;凌星海;陳齊勇;林承俊;樊立安;方真;沈祖揚(yáng);柏艷萍;陳理帥;蔣博歡;李艾
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江浙能興源節(jié)能科技有限公司;湖南海森格諾信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T17/20
• 分類號: G06T17/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種行車三維建模系統(tǒng)，其特征在于：包括小車定位模塊、完整區(qū)域分割模塊、方格區(qū)域點(diǎn)云采集模塊和點(diǎn)云坐標(biāo)系變換模塊，所述小車定位模塊、完整區(qū)域分割模塊分別與方格區(qū)域點(diǎn)云采集模塊相連，所述方格區(qū)域點(diǎn)云采集模塊與點(diǎn)云坐標(biāo)系變換模塊相連；

所述小車定位模塊，用于實(shí)時(shí)對行車的小車定位，獲取小車在世界坐標(biāo)系下的實(shí)時(shí)坐標(biāo)；

所述完整區(qū)域分割模塊，用于選取行車運(yùn)行視野范圍內(nèi)能夠覆蓋整個(gè)場景的完整區(qū)域，并將完整區(qū)域分割成m×n個(gè)方格區(qū)域；

所述方格區(qū)域點(diǎn)云采集模塊，用于控制小車運(yùn)動(dòng)停止到每個(gè)方格區(qū)域的中心位置，記錄小車在各方格區(qū)域中心位置的世界坐標(biāo)系下的定位坐標(biāo)，并通過三維激光雷達(dá)采集各方格區(qū)域中心位置的激光雷達(dá)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云；

所述點(diǎn)云坐標(biāo)系變換模塊，用于將各個(gè)方格區(qū)域內(nèi)采集的激光雷達(dá)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云變換到世界坐標(biāo)系O下。

2.如權(quán)利要求1所述的行車三維建模系統(tǒng)，其特征在于：所述小車定位模塊包括第一激光測距儀、第二激光測距儀、第一激光反射板和第二激光反射板，所述第一激光測距儀、第二激光測距儀設(shè)于行車的橫向軌道的端部，所述第一激光反射板設(shè)于行車的縱向軌道的端部，所述第二激光反射板設(shè)于行車的小車上。

3.如權(quán)利要求1或2所述的行車三維建模系統(tǒng)，其特征在于：所述方格區(qū)域點(diǎn)云采集模塊包括三維激光雷達(dá)，三維激光雷達(dá)安裝于行車的小車下部，三維激光雷達(dá)的鏡頭垂直朝向地面。

4.一種行車三維建模方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：實(shí)時(shí)對行車的小車定位，獲取小車在世界坐標(biāo)系下的實(shí)時(shí)坐標(biāo)；

步驟S2：選取行車運(yùn)行視野范圍內(nèi)能夠覆蓋整個(gè)場景的完整區(qū)域；

步驟S3：將完整區(qū)域分割成m×n個(gè)方格區(qū)域，方格區(qū)域表示為A(i,j),i＝(1,2…m),j＝(1,2…n)；

步驟S4：控制小車運(yùn)動(dòng)停止到每個(gè)方格區(qū)域的中心位置，記錄小車在各方格區(qū)域中心位置的世界坐標(biāo)系下的定位坐標(biāo)，并通過三維激光雷達(dá)采集各方格區(qū)域中心位置的激光雷達(dá)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云；

步驟S5：將各個(gè)方格區(qū)域內(nèi)采集的激光雷達(dá)坐標(biāo)系下的點(diǎn)云變換到世界坐標(biāo)系O下。

5.如權(quán)利要求4所述的行車三維建模方法，其特征在于：步驟S1的具體過程為：以第一激光反射板所在位置為原點(diǎn)，以行車的縱向軌道的方向?yàn)閥軸，以行車的橫向軌道的方向?yàn)閤軸，以垂直朝向地面的方向?yàn)閦軸，定義世界坐標(biāo)系O；利用第一激光測距儀、第二激光測距儀實(shí)時(shí)定位小車在世界坐標(biāo)系下的位置，第一激光測距儀發(fā)射的縱向激光到第一激光反射板的距離為小車y軸坐標(biāo)，第二激光測距儀發(fā)射的橫向激光到第二激光反射板的距離為小車x軸坐標(biāo)，小車z軸坐標(biāo)為零。

6.如權(quán)利要求4或5所述的行車三維建模方法，其特征在于：步驟S3中，m,n取正整數(shù)，a表示完整區(qū)域的長，b表示完整區(qū)域的寬，h表示三維激光雷達(dá)的安裝高度，α表示三維激光雷達(dá)的視場角，m,n取正整數(shù)。

7.如權(quán)利要求4或5所述的行車三維建模方法，其特征在于：步驟S4的具體過程為：方格區(qū)域A(i,j)中心位置的世界坐標(biāo)系下的定位坐標(biāo)表示為(x_i,y_j,0),i＝(1,2…m),j＝(1,2…n)，方格區(qū)域A(i,j)中心位置的激光雷達(dá)坐標(biāo)系表示為o(i,j),i＝(1,2…m),j＝(1,2…n)，方格區(qū)域A(i,j)中心位置的激光雷達(dá)坐標(biāo)系o(i,j)下的點(diǎn)云表示為C(i,j),i＝(1,2…m),j＝(1,2…n)，設(shè)點(diǎn)云C(i,j)＝{d₁,d₂…d_k}，k＝(1,2…N)，d_k表示點(diǎn)云C(i,j)下的點(diǎn)，N表示點(diǎn)云C(i,j)下點(diǎn)的個(gè)數(shù)。

8.如權(quán)利要求4或5所述的行車三維建模方法，其特征在于：步驟S5的具體過程為：依次將激光雷達(dá)坐標(biāo)系o(i,j)下的點(diǎn)云的點(diǎn)變換到世界坐標(biāo)系O下，即完成方格區(qū)域A(i,j)下點(diǎn)云C(i,j)從激光雷達(dá)坐標(biāo)系o(i,j)變換到世界坐標(biāo)系O；設(shè)定激光雷達(dá)坐標(biāo)系o(i,j)下的點(diǎn)云C(i,j)的點(diǎn)d_k的坐標(biāo)為(x_k,y_k,z_k)，世界坐標(biāo)系O的點(diǎn)云C(i,j)的點(diǎn)d_k的坐標(biāo)為(x_k',y_k',z_k')，則x_k'＝x_k+x_i，y_k'＝y(tǒng)_k+y_i，z_k'＝z_k。