[發明專利]一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法

有效

• 申請號: 202110361596.8
• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113051304B
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 謝翔;杜年春;湛偉;沈向前;黃毅;傅泓鑫
• 申請（專利權）人: 中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司
• 主分類號: G06F16/2457
• 分類號: G06F16/2457;G06F16/22
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 周曉艷;張勇

本發明提供了一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法。包括計算每個點云在UTM坐標系中的坐標和在雷達成像平面上的投影極坐標；結合雷達掃描范圍對點云數據進行多重篩選，將篩選后的點云數據寫入數據庫表Table1中，并建立索引；將雷達監測數據寫入數據庫表Table2中，并建立索引；將數據庫表Table1中的點云的投影極坐標與數據庫表Table2中雷達監測數據子集合的極坐標進行比較篩選，得到雷達監測數據對應的點云。本發明在對雷達監測數據和三維點云進行融合前，對點云數據進行了多重篩選，減少了點云計算量，提升了計算效率，通過本申請方法實現雷達監測數據與三維點云的融合計算，計算時間僅為常規計算方法的1.7％。

技術領域

本發明涉及雷達監測技術領域，具體涉及一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法。

背景技術

圓弧合成孔徑雷達的平面投影成像結果為扇形區域網格，距離向和角度向網格個數依賴于雷達角度分辨率、距離分辨率以及監測范圍大小，并以極坐標形式表示；其中監測單元格的角度為監測單元格到雷達合成孔徑中心所形成的線在二維坐標平面下偏離雷達起始位置的角度，距離為監測單元格到雷達合成孔徑中心的距離。這種極坐標表示的圖像不直觀，很難判別是哪個區域內發生形變，因此需要將極坐標投影到監測區域的地形上。采用雷達監測數據與三維點云融合的方式，模型更加精細，但是由于點云數據量巨大，計算速度慢，完成一次雷達監測數據與三維點云融合的計算常需要花費十多個小時，不利于快速展示監測結果。

綜上所述，急需一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法以解決現有技術中存在的問題。

發明內容

本發明目的在于提供一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法，以解決雷達監測數據與三維點云融合的快速計算問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種雷達監測數據與三維點云融合的計算方法，包括以下步驟：

步驟A：計算每個點云在UTM坐標系中的坐標和在UTM坐標系中的雷達成像平面上的投影極坐標；

步驟B：結合雷達掃描范圍對點云數據進行多重篩選，將篩選后的點云數據寫入數據庫表Table1中，并建立索引；篩選過程包括將每個點云和雷達轉軸中心連線相對于水平面的俯仰角與雷達天線的照射范圍進行比對，保留俯仰角處于雷達天線的照射范圍內的點云；

步驟C：將雷達監測數據寫入數據庫表Table2中，并建立索引；將數據庫表Table2中的雷達監測數據分割為若干個雷達監測數據子集合，每個雷達監測數據子集合中包含連續p列雷達監測數據；

步驟D：將數據庫表Table1中的點云的投影極坐標與數據庫表Table2中雷達監測數據子集合的極坐標進行比較篩選，保留坐標差值小于設定的閾值的數據，將保留的數據寫入數據庫表Table3中；

步驟E：重復步驟D，直至將數據庫表Table2中的若干個雷達監測數據子集合都完成比較篩選；

步驟F：在數據庫表Table3中得到雷達監測數據對應的點云。

優選的，所述步驟A中，所有點云在UTM坐標系中的坐標集合為D＝{(X_d,Y_d,H_d)|d∈N+}，每個點云的投影極坐標(r_d,θ_d)通過表達式1)計算：

其中，在UTM坐標系中，投影極坐標的方位角的零方向為UTM坐標系的Y軸正方向，且順時針方向為正；(X₀,Y₀,H₀)為雷達轉軸中心在UTM坐標系中的坐標。