[發明專利]基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建方法及系統

在審

• 申請號: 202310241826.6
• 申請日: 2023-03-14
• 公開（公告）號: CN116148882A
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 楊玉明;尹智帥;侯建華;聶琳真;何新芳;段本意;黃理學;唐靈峰;閆輝;王鵬;董證瑞;鐘超軼
• 申請（專利權）人: 國投新疆羅布泊鉀鹽有限責任公司;武漢理工大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89;G01S17/86;G01S7/48;G01S7/495
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建方法，其特征在于，包括：

采用激光雷達獲取鹽湖環境的三維點云數據；

實時獲取水采機的位姿數據；所述位姿數據基于位置坐標和姿態角進行時間同步和數據融合得到；所述位置坐標由GNSS設備獲取；所述姿態角由慣導設備獲取；

對所述位姿數據進行處理得到位姿處理數據；

基于所述三維點云數據創建第一隊列；

基于所述位姿處理數據創建第二隊列；

基于時間戳按序對所述第一隊列中的數據和所述第二隊列中的數據進行數據匹配，得到數據匹配結果；

對所述數據匹配結果中的位置坐標進行坐標變換得到變換后的點云數據；

基于所述變換后的點云數據得到鹽湖環境的三維點云地圖。

2.根據權利要求1所述的基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建方法，其特征在于，對所述位姿數據進行處理得到位姿處理數據，具體包括：

將所述位姿數據轉換至UTM坐標系得到處理后的位姿數據；

對處理后的位姿數據進行授時處理得到授時位姿數據，并將所述授時位姿數據作為所述位姿處理數據。

3.根據權利要求1所述的基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建方法，其特征在于，對所述數據匹配結果中的位置坐標進行坐標變換得到變換后的點云數據，具體包括：

獲取當前幀的位置坐標，并提取所述數據匹配結果中首幀的位置坐標；

基于所述當前幀的位置坐標和所述首幀的位置坐標確定當前幀坐標系相較于首幀坐標系的偏移距離；

基于所述偏移距離和所述姿態角將當前幀的位置坐標變換至首幀坐標系下得到所述變換后的點云數據。

4.根據權利要求1所述的基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建方法，其特征在于，基于所述變換后的點云數據得到鹽湖環境的三維點云地圖，具體包括：

對所述變換后的點云數據進行下采樣得到采樣點云數據；

對所述采樣點云數據進行疊加融合得到所述鹽湖環境的三維點云地圖。

5.一種基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建系統，其特征在于，包括：

激光雷達，用于采集鹽湖環境的三維點云數據；

GNSS設備，用于獲取位置坐標；

慣導設備，用于獲取姿態角；

水采機服務器，分別與所述激光雷達、所述GNSS設備和所述慣導設備連接，用于基于所述鹽湖環境的三維點云數據、所述位置坐標和所述姿態角構建鹽湖環境的三維點云地圖。

6.根據權利要求5所述的基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建系統，其特征在于，所述水采機服務器包括：

位姿數據確定模塊，用于基于位置坐標和姿態角進行時間同步和數據融合得到水采機的位姿數據；

數據處理模塊，用于對所述位姿數據進行處理得到位姿處理數據；

第一隊列構建模塊，用于基于所述三維點云數據創建第一隊列；

第二隊列構建模塊，用于基于所述位姿處理數據創建第二隊列；

數據匹配模塊，用于基于時間戳按序對所述第一隊列中的數據和所述第二隊列中的數據進行數據匹配，得到數據匹配結果；

數據變換模塊，用于對所述數據匹配結果中的位置坐標進行坐標變換得到變換后的點云數據；

地圖構建模塊，用于基于所述變換后的點云數據得到鹽湖環境的三維點云地圖。

7.根據權利要求5所述的基于激光雷達和GNSS的鹽湖三維地圖構建系統，其特征在于，還包括：

遠程監控設備，與所述水采機服務器無線連接，用于實時顯示和監控所述鹽湖環境的三維點云地圖。