CN113325396A - 用于激光雷达的拼接标定方法、系统及激光雷达 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于激光雷达的拼接标定方法、系统及激光雷达，所述拼接标定系统包括6个用于标定的墙面，全部墙面围成一个封闭长方体房间，所述拼接标定方法包括：所述激光雷达扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。本发明能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，能够提升产品生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于激光雷达的拼接标定方法、系统及激光雷达。
背景技术
所谓实测实量，是指应用测量工具，通过现场测试、测量并能真实反映产品质量数据的一种方法。根据相关的质量验收标准，计量控制工程质量数据误差在国家住房建设标准允许的范围内。
实际测量涉及的项目发展阶段主要有主体结构阶段、砌体阶段、抹灰阶段、设备安装阶段和精装修阶段。测量范围包括混凝土结构、砌体工程、抹灰工程、防水工程、门窗工程、油漆工程、精装修工程等。
随着5G技术的发展，3D技术在自动驾驶，建筑信息建模等领域磅礴发展。机械式激光雷达作为其核心硬件，在满足全方位精确建模的需求下需借助旋转马达及IMU等精密器件，在各部分相对位置绝对固定的前提下需要通过标定的方式来确认不同部件之间坐标系并通过算法实现坐标归一，需要设备采集不同姿态数据来实现。
现有的激光雷达房间建模准确率差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中激光雷达房间建模准确率差的缺陷，提供一种能够提高激光雷达精度，易于实现且效率高，能够提升产品生产效率的用于激光雷达的拼接标定方法、系统及激光雷达。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种用于激光雷达的拼接标定方法，用于一拼接标定系统，其特点在于，所述拼接标定系统包括6个用于标定的墙面，全部墙面围成一个封闭长方体房间，所述拼接标定方法包括：
所述激光雷达扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
较佳地，所述激光雷达包括一惯性测量单元，所述拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型，包括：
获取所述若干帧的三维数据，并通过所述惯性测量单元获取所述激光雷达的姿态数据；
根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
较佳地，所述拼接标定系统包括一支撑装置，所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度，所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定之后包括：
判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
再次执行所述拼接标定方法。
较佳地，所述获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，包括：
对于三维模型中的目标墙面模型，在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
获取影像区域的平整度数据；
获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值。
较佳地，所述获取影像区域的平整度数据，包括：
获取影像区域的平整度数据；
对于平整度数据未满足阈值的目标影像区域，以目标影像区域中的影像点为原点查找平整度数据未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点；
以横向边界点和纵向边界点为原点再次查找未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点，直到获取完整影像区域的边界；
获取完整影像区域平整度数据与标准数据之间的差异值。
本发明还提供一种用于激光雷达的拼接标定系统，其特点在于，所述拼接标定系统包括6个用于标定的墙面、一处理模块以及一激光雷达，全部墙面围成一个封闭长方体房间，
所述激光雷达用于扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
所述处理模块用于拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
所述处理模块用于获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
所述激光雷达用于利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
较佳地，所述激光雷达包括一惯性测量单元，
所述激光雷达用于获取所述若干帧的三维数据；
所述惯性测量单元用于获取所述激光雷达的姿态数据；
所述处理模块用于根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
较佳地，所述拼接标定系统包括一支撑装置，
所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于再次执行所述拼接标定方法。
较佳地，对于三维模型中的目标墙面模型，所述处理模块用于在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
所述处理模块用于获取影像区域的平整度数据；
所述处理模块用于获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值。
本发明又提供一种激光雷达，其特点在于，所述激光雷达用于如上所述的拼接标定系统，所述激光雷达包括所述处理模块或所述处理模块为与所述激光雷达连接的智能终端。
符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的用于激光雷达的拼接标定方法、系统及激光雷达能够提高激光雷达精度，其易于实现且效率高，能够提升产品生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例1的拼接标定系统的结构示意图。
图2为本发明实施例1的拼接标定方法的流程图。
图3为本发明实施例1的拼接标定方法的又一流程图。
图4为本发明实施例1的拼接标定方法的又一流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
参见图1，本实施例提供一种用于激光雷达的拼接标定系统，所述拼接标定系统包括一支撑装置11、一激光雷达12、一处理模块以及6个用于标定的墙面13。
所述激光雷达包括所述处理模块，在其它实施例中，所述处理模块为与所述激光雷达连接的智能终端。
全部墙面围成一个封闭长方体房间。
所述激光雷达用于扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
所述处理模块用于拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
所述处理模块用于获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
所述激光雷达用于利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
所述激光雷达包括一惯性测量单元。
所述激光雷达用于获取所述若干帧的三维数据；
所述惯性测量单元用于获取所述激光雷达的姿态数据；
所述处理模块用于根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
所述拼接标定系统包括一支撑装置。
所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于再次执行所述拼接标定方法。
采集程序包括角位控制部分和数据收集部分，将不同激光雷达姿态、不同平台通过去噪及分割算法计算出不同姿态不同平台截面的坐标系；计算算法即通过统计学对数据处理后做归一和补偿。
进一步地，对于三维模型中的目标墙面模型，所述处理模块用于在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
所述处理模块用于获取影像区域的平整度数据；
所述处理模块用于获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值。
在本实施例中，每面墙上选取9个影像区域14，9个影像区域成长方形排列，横排3个，纵排3个。
优选地，所述处理模块用于获取影像区域的平整度数据；
对于平整度数据未满足阈值的目标影像区域，所述处理模块用于以目标影像区域中的影像点为原点查找平整度数据未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点；
所述处理模块用于以横向边界点和纵向边界点为原点再次查找未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点，直到获取完整影像区域的边界；
所述处理模块用于获取完整影像区域平整度数据与标准数据之间的差异值。
通过边界点、原点的连线与标准平面是否平行，能够快速计算出获得边界点。
本实施例中的处理模块提供一个循环处理流程，对于平整度数据未满足阈值的目标影像区域选取一个影像点，通过两点之间的连线是否与基准面平行来获取横向和纵向的边界，然后再次以横向和纵向的边界点作为原点，再次通过两点之间的连线是否与基准面平行来获取以新的影像点为原点的横向和纵向的边界点，之后再次以最新的边界点作为原点获取新的边界点直至获取未满足阈值的目标影像区域的全部边界。
参见图2，利用上述拼接标定系统和激光雷达，本实施例还提供一种拼接标定方法，包括：
步骤100、所述激光雷达扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
步骤101、拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
步骤102、获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
步骤103、所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
所述激光雷达包括一惯性测量单元，步骤101包括：
获取所述若干帧的三维数据，并通过所述惯性测量单元获取所述激光雷达的姿态数据；
根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
所述拼接标定系统包括一支撑装置，所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度，步骤103之后包括：
判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
再次执行所述拼接标定方法。
进一步地，参见图3，拼接标定方法包括：
步骤200、所述激光雷达扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
步骤201、拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
步骤202、对于三维模型中的目标墙面模型，在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
步骤203、获取影像区域的平整度数据；
步骤204、获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
步骤205、所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
参见图4，步骤203具体包括：
步骤2031、获取影像区域的平整度数据；
步骤2032、对于平整度数据未满足阈值的目标影像区域，以目标影像区域中的影像点为原点查找平整度数据未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点；
步骤2033、上述步骤做一个判断，是否获取完整影像区域的边界，若是则执行步骤2034，若否则将最新的横向边界点和纵向边界点为原点再次执行步骤2032。
步骤2034、获取完整影像区域平整度数据与标准数据之间的差异值。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于激光雷达的拼接标定方法，用于一拼接标定系统，其特征在于，所述拼接标定系统包括6个用于标定的墙面，全部墙面围成一个封闭长方体房间，所述拼接标定方法包括：
所述激光雷达扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
2.如权利要求1所述的拼接标定方法，其特征在于，所述激光雷达包括一惯性测量单元，所述拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型，包括：
获取所述若干帧的三维数据，并通过所述惯性测量单元获取所述激光雷达的姿态数据；
根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
3.如权利要求2所述的拼接标定方法，其特征在于，所述拼接标定系统包括一支撑装置，所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度，所述激光雷达利用所述补偿数据进行标定之后包括：
判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
再次执行所述拼接标定方法。
4.如权利要求1所述的拼接标定方法，其特征在于，所述获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，包括：
对于三维模型中的目标墙面模型，在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
获取影像区域的平整度数据；
获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值。
5.如权利要求4所述的拼接标定方法，其特征在于，所述获取影像区域的平整度数据，包括：
获取影像区域的平整度数据；
对于平整度数据未满足阈值的目标影像区域，以目标影像区域中的影像点为原点查找平整度数据未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点；
以横向边界点和纵向边界点为原点再次查找未满足阈值的完整影像区域的横向边界点和纵向边界点，直到获取完整影像区域的边界；
获取完整影像区域平整度数据与标准数据之间的差异值。
6.一种用于激光雷达的拼接标定系统，其特征在于，所述拼接标定系统包括6个用于标定的墙面、一处理模块以及一激光雷达，全部墙面围成一个封闭长方体房间，
所述激光雷达用于扫描所述长方体房间以获取若干帧的三维数据；
所述处理模块用于拼接所述若干帧的三维数据建立所述长方体房间的三维模型；
所述处理模块用于获取三维模型与长方体房间对应的标准数据之间的差异值，并根据所述差异值生成一补偿数据；
所述激光雷达用于利用所述补偿数据进行标定，标定后的激光雷达再次获取长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值小于预设值。
7.如权利要求6所述的拼接标定系统，其特征在于，所述激光雷达包括一惯性测量单元，
所述激光雷达用于获取所述若干帧的三维数据；
所述惯性测量单元用于获取所述激光雷达的姿态数据；
所述处理模块用于根据所述若干帧的三维数据及所述姿态数据建立所述长方体房间的三维模型。
8.如权利要求7所述的拼接标定系统，其特征在于，所述拼接标定系统包括一支撑装置，
所述支撑装置用于调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于判断长方体房间的标定三维模型与所述标准数据之间的差异值是否小于预设值，若是则通过所述支撑装置调节所述激光雷达的水平角度；
所述处理模块用于再次执行所述拼接标定方法。
9.如权利要求6所述的拼接标定系统，其特征在于，
对于三维模型中的目标墙面模型，所述处理模块用于在所述目标墙面模型上选取若干影像区域；
所述处理模块用于获取影像区域的平整度数据；
所述处理模块用于获取全部墙面模型的影像区域的平整度数据与标准数据之间的差异值。
10.一种激光雷达，其特征在于，所述激光雷达用于如权利要求6至9中任意一项所述的拼接标定系统，所述激光雷达包括所述处理模块或所述处理模块为与所述激光雷达连接的智能终端。
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