CN113066006B - 机载激光雷达点云数据的解算方法、装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法、装置和电子设备，包括：根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。本发明的点云数据的解算方法是在点云数据解算软件中完成的，各个步骤之间是串联有联系的，调整参数后，无需重新进行点云的解算，效率高，且点云解算的过程存在可视化界面，更加直观，对操作人员的技术要求低，缓解了现有的点云数据的解算方法效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达探测的技术领域，尤其是涉及一种机载激光雷达点云数据的解算方法、装置和电子设备。
背景技术
机载/车载/无人机等平台搭载激光雷达扫描仪获取的原始数据为激光扫描参考坐标系(scanner’s own coordinate system,SOCS)下的点云数据，需利用相关的激光雷达点云解算软件，结合组合导航设备(GNSS/INS)提供的POS(位置和姿态)数据，解算出WGS84或用户自定义坐标系下的具有真实地理坐标的激光点云数据后，再用于生产研究。
目前，在通过激光雷达点云解算软件进行点云数据的解算时，都是在linux系统下进行的点云解算，一般是在配置文件中输入参数，然后运行该配置文件，完成当前步骤的计算后，肉眼观察计算的结果，没问题后，再将相关的配置参数放入另一个配置文件，再进行下一步骤的计算，如此，完成多步骤的点云解算过程。上述过程中，每个步骤之间都是分离的，当参数发生调整后，需要重新开始进行点云的解算，且上述点云解算的过程没有可视化界面，不够直观，对操作人员的技术要求高。
综上，现有的点云数据的解算方法存在效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种机载激光雷达点云数据的解算方法、装置和电子设备，以缓解现有的点云数据的解算方法效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法，应用于点云数据解算软件，包括：
根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
根据所述标定矩阵和所述航迹数据对所述待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。
进一步的，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，包括：
根据用户在所述解算参数设置界面中输入的标定矩阵信息，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵。
进一步的，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，还包括：
根据点云数据加载界面中设置的待解算点云数据信息，加载所述待解算点云数据；
根据航迹数据加载界面中设置的航迹数据信息，加载初始航迹数据；
根据用户的删除操作对所述初始航迹数据中的目标航迹数据进行删除，得到所述航迹数据；
根据标定参数设置界面中设置的标定参数信息，对所述待解算点云数据和所述航迹数据进行点云标定，得到所述标定矩阵。
进一步的，所述坐标转换包括：平移变换、旋转变换和缩放变换。
进一步的，所述航迹数据包括：位置数据和姿态数据。
进一步的，所述标定参数信息包括：控制基数和控制比例。
进一步的，在加载所述待解算点云数据之前，所述方法还包括：
根据用户的触发进行所述点云数据解算软件的初始化。
第二方面，本发明实施例还提供了一种机载激光雷达点云数据的解算装置，应用于点云数据解算软件，包括：
获取单元，用于根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
坐标转换单元，用于根据所述标定矩阵和所述航迹数据对所述待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。
第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面任一项所述的方法。
在本发明实施例中，提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法，应用于点云数据解算软件，包括：根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；进而，根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。通过上述描述可知，本发明的点云数据的解算方法是在点云数据解算软件中完成的，各个步骤之间是串联有联系的，调整参数后，无需重新进行点云的解算，效率高，且点云解算的过程存在可视化界面，更加直观，对操作人员的技术要求低，缓解了现有的点云数据的解算方法效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种机载激光雷达点云数据的解算方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的获取用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵的方法流程图；
图3为本发明实施例提供的一种机载激光雷达点云数据的解算装置的示意图；
图4为本发明实施例提供的一种电子设备的示意图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前，都是在linux系统下进行的点云解算，解算的各个步骤之间是分离的，没有可视化界面，不够直观，对操作人员的技术要求高。
基于此，本实施例提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法，该方法的各个步骤之间是串联有联系的，且点云解算的过程存在可视化界面，更加直观，对操作人员的技术要求低。
为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种机载激光雷达点云数据的解算方法进行详细介绍。
实施例一：
根据本发明实施例，提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法的实施例，需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
图1是根据本发明实施例的一种机载激光雷达点云数据的解算方法的流程图，如图1所示，该方法包括如下步骤：
步骤S102，根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
在本发明实施例中，机载激光雷达点云数据的解算方法应用于点云数据解算软件，该软件提供了可视化界面。用户可以在解算参数设置界面中对解算参数信息进行设置。上述解算参数信息具体可以包括：航迹数据信息，雷达数据信息，标定矩阵信息和输出数据信息等，上述航迹数据信息具体可以为航迹数据的存储文件信息，上述雷达数据信息具体可以为待解算点云数据的存储文件信息，上述标定矩阵信息具体可以为通过手动输入的方式输入的标定矩阵，还可以为通过从文件载入的方式载入的标定矩阵，上述输出数据信息具体可以为输出点云数据的格式信息、输出点云数据的形式信息等。
步骤S104，根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。
上述坐标转换包括：平移变换、旋转变换和缩放变换。
在本发明实施例中，提供了一种机载激光雷达点云数据的解算方法，应用于点云数据解算软件，包括：根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；进而，根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。通过上述描述可知，本发明的点云数据的解算方法是在点云数据解算软件中完成的，各个步骤之间是串联有联系的，调整参数后，无需重新进行点云的解算，效率高，且点云解算的过程存在可视化界面，更加直观，对操作人员的技术要求低，缓解了现有的点云数据的解算方法效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
上述内容对本发明的机载激光雷达点云数据的解算方法进行了简要介绍，下面对其中涉及到的具体内容进行详细描述。
在本发明的一个可选实施例中，上述步骤S102，获取用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，具体包括：根据用户在解算参数设置界面中输入的标定矩阵信息，获取用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵。
具体的，标定矩阵可以是用户直接输入的，因为无人机在搭载激光雷达进行扫描时，对于相同的无人机和激光雷达，标定矩阵基本不变，所以，可以将以往得到的标定矩阵直接输入，用于本次的点云数据解算。
在本发明的一个可选实施例中，参考图2，上述步骤S102，获取用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，还包括：
步骤S201，根据点云数据加载界面中设置的待解算点云数据信息，加载待解算点云数据；
步骤S202，根据航迹数据加载界面中设置的航迹数据信息，加载初始航迹数据；
步骤S203，根据用户的删除操作对初始航迹数据中的目标航迹数据进行删除，得到航迹数据；
具体的，上述目标航迹数据可以为初始航迹数据中呈现“8”字的数据和初始航迹数据中拐弯的数据。上述目标航迹数据对于点云数据的解算没有作用，所以需要删除。
上述航迹数据具体可以包括：搭载激光雷达的无人机的位置数据和姿态数据。位置数据包括：x坐标，y坐标和z坐标，姿态数据包括：翻滚角，俯仰角和航向角。
步骤S204，根据标定参数设置界面中设置的标定参数信息，对待解算点云数据和航迹数据进行点云标定，得到标定矩阵。
上述标定参数信息包括控制基数和控制比例，其中，控制基数是指标定收敛的参数，控制比例是指参与标定的点云数据的数据量。
在本发明的一个可选实施例中，在加载待解算点云数据之前，该方法还包括：根据用户的触发进行点云数据解算软件的初始化。
实施例二：
本发明实施例还提供了一种机载激光雷达点云数据的解算装置，该机载激光雷达点云数据的解算装置主要用于执行本发明实施例一中所提供的机载激光雷达点云数据的解算方法，以下对本发明实施例提供的机载激光雷达点云数据的解算装置做具体介绍。
图3是根据本发明实施例的一种机载激光雷达点云数据的解算装置的示意图，如图3所示，该装置主要包括：获取单元10和坐标转换单元20，其中：
获取单元，用于根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
坐标转换单元，用于根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。
在本发明实施例中，提供了一种机载激光雷达点云数据的解算装置，应用于点云数据解算软件，包括：根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；进而，根据标定矩阵和航迹数据对待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据。通过上述描述可知，本发明的点云数据的解算装置是在点云数据解算软件中完成的，各个步骤之间是串联有联系的，调整参数后，无需重新进行点云的解算，效率高，且点云解算的过程存在可视化界面，更加直观，对操作人员的技术要求低，缓解了现有的点云数据的解算方法效率低、不够直观且对技术人员要求高的技术问题。
可选地，获取单元还用于：根据用户在解算参数设置界面中输入的标定矩阵信息，获取用于对待解算点云数据进行解算时的标定矩阵。
可选地，获取单元还用于：根据点云数据加载界面中设置的待解算点云数据信息，加载待解算点云数据；根据航迹数据加载界面中设置的航迹数据信息，加载初始航迹数据；根据用户的删除操作对初始航迹数据中的目标航迹数据进行删除，得到航迹数据；根据标定参数设置界面中设置的标定参数信息，对待解算点云数据和航迹数据进行点云标定，得到标定矩阵。
可选地，坐标转换包括：平移变换、旋转变换和缩放变换。
可选地，航迹数据包括：位置数据和姿态数据。
可选地，标定参数信息包括：控制基数和控制比例。
可选地，该装置还用于：根据用户的触发进行点云数据解算软件的初始化。
本发明实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
如图4所示，本申请实施例提供的一种电子设备600，包括：处理器601、存储器602和总线，所述存储器602存储有所述处理器601可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器601与所述存储器602之间通过总线通信，所述处理器601执行所述机器可读指令，以执行如上述机载激光雷达点云数据的解算方法的步骤。
具体地，上述存储器602和处理器601能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器601运行存储器602存储的计算机程序时，能够执行上述机载激光雷达点云数据的解算方法。
处理器601可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器601中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器601可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器602，处理器601读取存储器602中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
对应于上述机载激光雷达点云数据的解算方法，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述机载激光雷达点云数据的解算方法的步骤。
本申请实施例所提供的机载激光雷达点云数据的解算装置可以为设备上的特定硬件或者安装于设备上的软件或固件等。本申请实施例所提供的装置，其实现原理及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，前述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，均可以参考上述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
再例如，附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述车辆标记方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的范围。都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种机载激光雷达点云数据的解算方法，其特征在于，应用于点云数据解算软件，包括：
根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
根据所述标定矩阵和所述航迹数据对所述待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据；
其中，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，还包括：
根据点云数据加载界面中设置的待解算点云数据信息，加载所述待解算点云数据；
根据航迹数据加载界面中设置的航迹数据信息，加载初始航迹数据；
根据用户的删除操作对所述初始航迹数据中的目标航迹数据进行删除，得到所述航迹数据；
根据标定参数设置界面中设置的标定参数信息，对所述待解算点云数据和所述航迹数据进行点云标定，得到所述标定矩阵。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵，包括：
根据用户在所述解算参数设置界面中输入的标定矩阵信息，获取用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标转换包括：平移变换、旋转变换和缩放变换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述航迹数据包括：位置数据和姿态数据。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述标定参数信息包括：控制基数和控制比例。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在加载所述待解算点云数据之前，所述方法还包括：
根据用户的触发进行所述点云数据解算软件的初始化。
7.一种机载激光雷达点云数据的解算装置，其特征在于，应用于点云数据解算软件，包括：
获取单元，用于根据解算参数设置界面中设置的解算参数信息，获取待解算点云数据、航迹数据和用于对所述待解算点云数据进行解算时的标定矩阵；
坐标转换单元，用于根据所述标定矩阵和所述航迹数据对所述待解算点云数据进行坐标转换，得到WGS84坐标系下的点云数据；
其中，所述获取单元还用于：根据点云数据加载界面中设置的待解算点云数据信息，加载所述待解算点云数据；根据航迹数据加载界面中设置的航迹数据信息，加载初始航迹数据；根据用户的删除操作对所述初始航迹数据中的目标航迹数据进行删除，得到所述航迹数据；根据标定参数设置界面中设置的标定参数信息，对所述待解算点云数据和所述航迹数据进行点云标定，得到所述标定矩阵。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述机器可运行指令在被处理器调用和运行时，所述机器可运行指令促使所述处理器运行上述权利要求1至6中任一项所述的方法。
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