[發明專利]一種多路側激光雷達點云配準裝置及使用方法

在審

• 申請號: 202110694324.X
• 申請日: 2021-06-22
• 公開（公告）號: CN113376618A
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 李繞波;袁希平;甘淑;畢瑞;高莎
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 北京棘龍知識產權代理有限公司 11740
• 代理人: 張開

1.一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，包括：底座、工作臺、轉盤、副工作臺、伸縮柱、第一支臂、第二支臂、第一伸縮桿、第二伸縮桿、第三伸縮桿、第四伸縮桿、激光雷達；

所述底座上表面一體成型連接工作臺，工作臺上可轉動連接著轉盤，轉盤上固定安裝副工作臺；副工作臺上固定連接伸縮柱，在伸縮柱的上端鉸連接第一支臂的后端，第一支臂的前端鉸連接第二支臂的后端，第二支臂的前端鉸連接著激光雷達；所述底座內部安裝自動控制部，自動控制部包括紅外接收器、繼電器、紅外信號處理模塊；所述激光雷達內部安裝探測組件，探測組件包括發射模塊、接收模塊、信息處理模塊。

2.根據權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，所述底座上安裝控制按鈕；工作臺內中部嵌入安裝一臺轉動電機，轉盤下底面嵌入安裝在轉動電機的轉動軸上；轉盤與工作臺通過轉動電機實現可轉動連接。

3.根據權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，所述第一支臂與副工作臺之間鉸連接第一伸縮桿；第一支臂與第二支臂之間鉸連接第二伸縮桿。

4.根據權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，所述激光雷達與第二支臂的前端通過第四伸縮桿鉸連接。

5.根據權利要求4所述一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，所述第四伸縮桿上連接附桿，附桿與第二支臂之間連接第三伸縮桿；且第三伸縮桿的頭端與附桿鉸連接。

6.根據權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置，其特征在于，所述紅外接收器與紅外信號處理模塊連接，紅外信號處理模塊與繼電器連接，繼電器有五臺，分別控制各伸縮桿。

7.一種應用權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置進行點云配準的方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1：將點云到其重心的距離進行升序排序，分別計算排序后最近和最遠m個點的均值，作為距離其重心最近和最遠的兩個極點；

S2：構建以重心為起點，指向其兩個極點的向量作為第一和第二特征向量，第一和第二特征向量的和向量的共線負向量作為第三特征向量；

S3：根據矩陣正交和旋轉不改變其特征值，利用步驟S2構建的特征向量集計算旋轉矩陣R⁰和平移向量t⁰；

S4：利用R⁰和t⁰對待配準點云進行轉換，至此已完成點云的粗配準；

S5：精配準中，選擇點對時，計算距離最近的4個點，通過z-score剔除距離異常點，剩余點的均值形成最近點，完成點對的構建；

S6：對初步構建完的點對，通過剛性變化歐式距離和向量夾角的不變性，更新點對；

S7：通過SVD法求解點對的旋轉矩陣R^k+1和平移向量t^k+1，設定迭代誤差

S8：利用旋轉矩陣R^k+1和平移向量t^k+1對待配準點云進行轉換，得到p_i^k+1；

S9：判斷兩次迭代誤差與給定閾值ε的大小，若d_k-d_k+1＜ε或迭代次數大于給定值，迭代完成否則繼續進行上述迭代。

8.一種如權利要求1所述一種多路側激光雷達點云配準裝置在三維激光掃描，點云配準技術領域的應用。