[發明專利]一種室內空間測繪系統及方法

在審

• 申請號: 202110613003.2
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113340266A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 吳爽;王運動;朱晨霞
• 申請（專利權）人: 江蘇豪杰測繪科技有限公司
• 主分類號: G01C3/00
• 分類號: G01C3/00;G01C11/00;G01C11/04;G01C21/12;G06T17/10;G06T17/20
• 代理公司: 北京冠和權律師事務所 11399
• 代理人: 趙銀萍

1.一種室內空間測繪系統，其特征在于，包括：

數據獲取模塊，用于對室內空間進行掃描，獲得室內空間的激光點云數據和圖像數據，同時，捕捉所述數據獲取模塊本身的運動軌跡；

識別模塊，用于基于運動軌跡對相同時間下的激光點云數據和圖像數據進行融合，并對室內空間中必須測量區域與非必須測量區域的結構進行識別，獲得室內空間各部分結構的尺度數據；

建立模塊，用于基于所述尺度數據自動繪制出室內空間的三維空間模型。

2.根據權利要求1所述的一種室內空間測繪系統，其特征在于，所述數據獲取模塊，包括：

激光采樣單元，用于對室內空間進行順時針激光掃描，獲得標準激光坐標系下的室內空間的激光點云數據；

圖像采樣單元，用于對室內空間進行順時針圖像掃描，獲取標準圖像坐標系下的室內空間的圖像數據；

軌跡捕捉單元，用于捕捉所述數據獲取模塊的運動軌跡。

3.根據權利要求1所述的一種室內空間測繪系統，其特征在于，所述激光采樣單元包括：

激光測距傳感器，用于測量激光點云數據距離標準激光坐標系原點的距離；

拐角距離感應器，用于測量室內空間拐角處距離標準圖像坐標系原點的距離；

所述圖像采樣單元包括：

攝像頭，用于對室內空間進行圖像拍攝；

軌跡捕捉單元，包括：

電子羅盤，用于采集數據獲取模塊的轉動角度；

重力感應器，用于采集數據獲取模塊的加速度方向；

處理器，用于根據轉動角度和加速度方向獲得數據獲取模塊運動軌跡。

4.根據權利要求1所述的一種室內空間測繪系統，其特征在于，所述識別模塊，包括：

預處理單元：用于基于預設的激光采樣單元和圖像采樣單元的相對位置關系，建立標準激光坐標系與標準圖像坐標系的關系模型，從而得到標準激光坐標系中點位與標準圖像坐標系中點位的轉換關系，并將所述轉換關系改寫為矩陣形式，獲得激光點和圖像像素點之間的映射矩陣；

直線檢測單元：基于預設的高斯濾波器對預設時間節點的圖像數據進行平滑濾波，并對濾波后的圖像數據進行計算，獲得圖像數據在x軸方向和y軸方向的偏導，從而獲得圖像數據的梯度圖像，并對梯度圖像進行抑制處理，獲得細化梯度幅值陣列，并對細化梯度幅值陣列進行雙閾值化處理：

對于梯度幅值低于低閾值的點和高于高閾值的點，將其設為邊緣點；對于梯度幅度處于雙閾值之間的點，查看其周圍預設數目個鄰接點，若所述鄰接點中存在邊緣點，則將幅度處于雙閾值之間的點設定為邊緣點，否則該點設定為非邊緣點，并剔除，從而獲得預設時間節點圖像數據的邊緣點集合；

校準單元：基于映射矩陣將預設時間節點的激光點云數據映射至圖像數據中，獲得若干子時間節點的二值圖像，并對預設時間節點的激光點云數據進行讀取，獲得激光點云的深度信息，并基于預設的添加算法和激光點云的深度信息對二值圖像進行顏色添加，獲得初始深度圖像，并基于初始深度圖像中的已添加像素點對初始深度圖像進行像素擴展，獲得擴展圖像，并在擴展圖像找出與邊緣點集合所對應的映射點集合，并分別映射點集合和邊緣點集合進行計算，獲得坐標偏移量，并基于坐標偏移量對映射矩陣進行校準，獲得校準映射矩陣；

融合單元：基于校準映射矩陣對每一子時間節點的激光點云數據和圖像數據進行融合，獲得若干子彩色點云，并分別對子彩色點云進行坐標分解，并基于預設轉換算法和數據獲取模塊的運動軌跡獲得不同子彩色點云坐標的變換關系，并基于變換關系對若干子彩色點云進行融合，獲得彩色點云數據。