[發明專利]一種大跨度物體三維點云數據組合方法和裝置

在審

• 申請號: 202211136151.0
• 申請日: 2022-09-19
• 公開（公告）號: CN115856924A
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 李加樂;王哲象;李堅華;汪長青;余其真;張亞博;王金江;裘哲涵
• 申請（專利權）人: 杭州明度智能科技有限公司
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S7/48
• 代理公司: 杭州合譜慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 33290
• 代理人: 張剛

本發明公開了一種大跨度物體三維點云數據組合方法和裝置，通過對測量區域內的至少兩個激光雷達分別獲取的大跨度物體的前后部分局部點云數據進行拼接，前期通過設置于測量區域內的參照體進行坐標系轉換校正，實現依靠兩個激光雷達獲得的點云數據中的很少一部分重合的點云數據，就可將雙云臺單獨采集的點云進行拼接，從而形成超大尺寸物體的點云數據的獲取。

技術領域

本發明涉及三維檢測技術領域，尤其涉及一種大跨度物體三維點云數據組合方法和裝置。

背景技術

隨著科學技術的發展和計算機及高新技術的廣泛應用，數字立體攝影測量也逐漸發展和成熟起來，因此雷達這一定位掃描裝置也出現在了科技市場，但是傳統的雷達裝置只能掃描出二維的圖標，近幾年隨著科技的不斷進步，雷達裝置也在不斷完善，就如激光雷達裝置，不僅能掃描出二維圖像，也能掃描出三維圖像，但是這種能掃描大范圍視野以及大體積物體的激光雷達也只是局限于軍事、航空等這種大型場合下使用。

但是目前需要使用激光雷達的地方有很多，就如工廠的裝車機，安檢等，但是目前市場上適用于裝車機等工業場所的激光雷達裝置其單個掃描范圍有限，當需掃描測量的物體過大時就無法完全的掃描出物體的全部范圍，而如果采用多個激光雷達分段掃描，則必須對各自獲取的點云數據進行拼接，現有的多點云數據拼接主要是通過對主體點云的每一個點的數據進行最小二乘擬合，但由于最終需要拼接使用的是兩幅場景不同的點云，當相同部分的點云很少，并且缺少特征或角度不同時，擬合算法就會失效，無法有效完成多個點云數據的拼接。

發明內容

本發明針對現有技術中的不足，提供了一種大跨度物體三維點云數據組合方法，用于對安裝于測量區域內的至少兩個激光雷達分別獲取的大跨度物體的前后部分局部點云數據進行拼接，包括如下步驟：

S1，通過第一激光雷達獲取第一云臺坐標系下的包含有參照體的第一點云數據，通過第二激光雷達獲取第一云臺坐標系下的包含有參照體的第二點云數據；

S2，根據第一激光雷達安裝位置獲取第一變換矩陣，并通過第一變換矩陣將第一點云數據轉換為第一粗略世界坐標系下的第三點云數據；

根據第二激光雷達安裝位置獲取第二變換矩陣，并通過第二變換矩陣將第二點云數據轉換為第二粗略世界坐標系下的第四點云數據；

S3，將第三點云數據分別轉換為位于三個坐標平面中的二維圖像，根據二維圖像中的參照體偏移角度獲取第一角度偏移矩陣，將第一該角度偏移矩陣與第一變換矩陣結合形成第三變換矩陣；

將第四點云數據分別轉換為位于三個坐標平面中的二維圖像，根據二維圖像中的參照體偏移角度獲取第二角度偏移矩陣，將第二角度偏移矩陣與第二變換矩陣結合形成第四變換矩陣；

S4，通過第三變換矩陣將第三點云數據轉換為第一精確世界坐標系下的第五點云數據；通過第四變換矩陣將第四點云數據轉換為第二精確世界坐標系下的第六點云數據；根據同一參照體在第五點云數據和第六點云數據的位置獲取偏移矩陣；

S5，對第一激光雷達獲取的被測物體的點云數據通過第三變換矩陣進行變換后，與第二激光雷達獲取的被測物體的點云數據通過第四變換矩陣和偏移矩陣變換后的點云數據進行疊加獲取被測物體完整點云數據。

優選的，所述步驟S1具體包括：

S11，通過第一激光雷達獲取云臺坐標系下的包含有第一、二、三參照體的第一點云數據；所述第一至第四參照體在測量區域內沿區域中軸線方向依次放置，其中第二參照體和第三參照體位于兩激光雷達的測量交匯區域內且第二參照體一側和第三參照體相對第二參照體一側分別位于所述區域中軸線上，第二參照體后側和第三參照體前側分別位于垂直于所述區域中軸線上的垂直面上，第一和四參照體分別位于不交匯的第一激光雷達測量區域和第二激光雷達測量區域內、且第一和第四參照體的同側面位于所述區域中軸線上；

S12，通過第二激光雷達獲取云臺坐標系下的包含有第二、三、四參照體的第二點云數據。