CN113446956A - 数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备 - Google Patents

数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备 Download PDF

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Abstract

本公开实施例公开了一种数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备，该数据采集设备包括：旋转模块、第一测距模块以及图像采集模块；其中，所述旋转模块用于带动所述数据采集设备在第一方向上旋转；所述第一测距模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于在第二方向上旋转，还适于测量第一测距数据，其中，所述第一方向和第二方向不同；所述图像采集模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于采集三维场景中的图像数据。该技术方案中的数据采集设备成本低，采集的数据精度较高。

Description

数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备
技术领域
本公开涉及计算机技术领域，具体涉及一种数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备。
背景技术
三维重建技术是工业界和学术界计算机视觉领域的研究热点之一，根据重建的对象不同可以分为物体三维重建、场景三维重建、人体三维重建等。针对场景三维重建，相关技术中的三维场景采集设备通常利用深度摄像头采集周围环境的图像与深度信息。该三维场景采集设备搭载平视、俯视、仰视3个深度摄像头分别采集深度图与彩色图，三维场景采集设备底部装有旋转电机使得三维场景采集设备可以在水平方向上旋转，并在旋转过程中由深度摄像头拍摄场景画面。通过这种方式可以在一个采集点上采集多张彩色图与多张深度图，并从深度图中可以获得像素对应物体的实际距离。但是通过这种方式采集到的数据深度误差较大，而且深度量程也有限，并不适用于室外等较空旷的场景。
发明内容
本公开实施例提供一种数据采集设备及数据校正方法、装置、电子设备。
第一方面，本公开实施例中提供了一种数据采集设备，包括：旋转模块、第一测距模块以及图像采集模块；其中，
所述旋转模块用于带动所述数据采集设备在第一方向上旋转；
所述第一测距模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于在第二方向上旋转，还适于测量第一测距数据，其中，所述第一方向和第二方向不同；
所述图像采集模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于采集三维场景中的图像数据。
进一步地，所述第一方向和第二方向相互垂直。
进一步地，数据采集设备还包括：第二测距模块，用于获取第二测距数据；所述第二测距模块的测距误差小于所述第一测距模块的测距误差。
进一步地，在所述旋转模块带动所述数据采集设备在第一方向上旋转一周的过程中，所述第二测距模块在所述第一方向上旋转测量所述第二测距数据。
进一步地，所述旋转模块设置在所述数据采集设备下方，所述第一测距模块设置在所述数据采集设备的第一侧，所述第二测距模块设置在所述数据采集设备的第二侧，且第一侧所在平面与第二侧所在平面相互垂直；所述图像采集设备的镜头方向与所述第二测距模块的测距方向相反。
进一步地，所述第一测距模块和第二测距模块均为激光测距模块。
进一步地，所述第一测距模块为单线激光雷达。
进一步地，所述图像采集模块的镜头中心位于所述旋转模块的旋转轴的延长线上。
进一步地，所述图像采集模块在所述第一方向上旋转到预设旋转角度后采集所述图像数据。
进一步地，数据采集设备还包括：微控制单元和主控制单元；其中，
所述微控制单元分别与所述旋转模块、所述第一测距模块和所述第二测距模块连接，并且所述微控制单元用于控制旋转模块，并实时获取所述旋转模块的旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据；所述微控制单元还用于将获取的所述旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据进行时间同步后输出至主控制单元；
所述主控制单元与所述图像采集模块连接，并且从所述图像采集模块获取所述图像数据，并对从所述微控制单元接收到的所述旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据根据第一测距数据进行处理。
进一步地，所述主控制单元通过对多组所述第一测距数据进行处理，获取三维场景中的全方位点云数据，所述全方位点云数据包括物体表面上被测点在三维场景中的三维空间坐标；多组所述第一测距数据包括第一测距模块随着数据采集设备在第一方向上旋转一周、并在第二方向上自转多周采集到的数据。
进一步地，所述主控制单元还利用所述第二测距数据对所述全方位点云数据进行误差校正，且误差校正方式如下：
所述主控制单元根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标，以及所述主控制单元从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
所述主控制单元根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
进一步地，所述主控制单元还对所述图像数据进行处理得到对应的全景图。
进一步地，所述主控制单元还通过对所述全方位点云数据和所述图像数据处理得到三维场景模型。
第二方面，本公开实施例中提供了一种数据校正方法，包括：
获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，所述第一测距数据和第二测距数据分别由第一方面所述的数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
第二方面，本发明实施例中提供了一种数据校正装置，包括：
第一获取模块，被配置为获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，所述第一测距数据和第二测距数据分别由第一方面所述的数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
第二获取模块，被配置为根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
提取模块，被配置为从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
确定模块，被配置为根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
所述功能可以通过硬件实现，也可以通过硬件执行相应的软件实现。所述硬件或软件包括一个或多个与上述功能相对应的模块。
在一个可能的设计中，上述装置的结构中包括存储器和处理器，所述存储器用于存储一条或多条支持上述装置执行上述对应方法的计算机指令，所述处理器被配置为用于执行所述存储器中存储的计算机指令。上述装置还可以包括通信接口，用于上述装置与其他设备或通信网络通信。
第三方面，本公开实施例提供了一种电子设备，包括存储器和处理器；其中，所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现上述任一方面所述的方法。
第四方面，本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于存储上述任一装置所用的计算机指令，其包含用于执行上述任一方面所述方法所涉及的计算机指令。
本公开实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本公开实施例中的数据采集设备采用第一测距模块测量三维场景中的深度信息，也即第一测距模块至三维场景中物体表面的距离数据，由于第一测距模块可以选用能够覆盖各种量程范围、且精度较高的激光雷达等产品，并且激光雷达的误差较小，因此单个采集点所覆盖的面积较广，在较为空旷的环境下可以减少采集点数，能够减少成本；此外，本公开实施例中的数据采集设备还能够通过图像采集设备采集可以拼接形成全景图的多张图像数据；本公开实施例中由于第一测距模块可以在第一方向上旋转一周的过程中能够在第二方向上旋转多周，因此最终能够集点到覆盖三维场景中全方位物体表面的第一测距数据。因此，本公开实施例中的数据采集设备能够以较低成本采集得到精度更高、覆盖范围更广的三维场景数据。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本公开的其它特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：
图1示出根据本公开一实施方式的数据采集设备的结构示意图；
图2示出根据本公开一实施方式的数据采集设备的结构示意图；
图3示出根据本公开一实施方式中三维采集设备的电路设计示意图；
图4示出根据本公开一实施方式中点云数据中被测点在三维空间坐标系中的坐标示意图；
图5示出根据本公开一实施方式中利用数据采集设备采集数据并进行三维场景重建的过程示意图；
图6示出根据本公开一实施方式的数据校正方法的流程图；
图7是适于用来实现根据本公开一实施方式的数据校正方法的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下文中，将参考附图详细描述本公开的示例性实施方式，以使本领域技术人员可容易地实现它们。此外，为了清楚起见，在附图中省略了与描述示例性实施方式无关的部分。
在本公开中，应理解，诸如“包括”或“具有”等的术语旨在指示本说明书中所公开的特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合的存在，并且不欲排除一个或多个其他特征、数字、步骤、行为、部件、部分或其组合存在或被添加的可能性。
另外还需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本公开。
图1示出根据本公开一实施方式的数据采集设备100的结构示意图。如图1所示，数据采集设备100包括：旋转模块101、第一测距模块102以及图像采集模块103；其中，
旋转模块101用于带动数据采集设备100在第一方向上旋转；
第一测距模块102适于随着数据采集设备100在第一方向上旋转，还适于在第二方向上旋转，还适于测量第一测距数据，其中，第一方向和第二方向不同；
图像采集模块103适于随着数据采集设备100在第一方向上旋转，还适于采集三维场景中的图像数据。
本实施例中，旋转模块101可以是云台，该云台可以是水平云台，用于支撑是数据采集设备100并带动数据采集设备100在第一方向上转动。在数据采集设备100水平放置时，该第一方向与大地平面平行。
第一测距模块102可以在第二方向上旋转，并且在第二方向上旋转的过程中持续不断的采集三维场景中的距离数据。第一方向和第二方向可以不同。旋转模块101带动数据采集设备在第一方向上旋转的过程中，第一测距模块102在第二方向上旋转测量第一测距数据，因此该第一测距数据可以包括第一测距模块102在第二方向上旋转形成的第二平面在第一方向上扫描到的物体表面到第一测距模块102的距离数据。
在一些实施例中，第一方向和第二方向可以相互垂直。在另一些实施例中，在数据采集设备100水平放置时，该第一方向可以与大地平面平行，而第二方向可以与大地平面垂直。
在一些实施例中，第一测距模块102在第二方向上的旋转轴与旋转模块101在第一方向上的旋转轴相互垂直。
在一些实施例中，第一测距模块102可以是激光测距模块，第一测距模块102可以采用无刷电机旋转，第一测距模块102可以包括一个激光发射器和一个激光接收器，并且第一测距模块102在无刷电机的驱动下在第二方向上旋转到过程中，激光发射器和激光接收器一起旋转，且激光发射器和激光接收器在同一平面上旋转。激光发射器可以是单点激光发射器，因此激光发射器发射的激光光束的方向可以与第一测距模块102的旋转轴垂直，并且在第二方向上旋转过程中该激光光束形成的激光平面与旋转模块101的旋转轴可以平行，也即第一测距模块102在第二方向上旋转一周的过程中，激光发射器发出的激光光束形成的激光平面垂直于旋转模块带动数据采集设备在第一方向上旋转形成的第一平面。
第一测距模块102在旋转过程中，激光发射器从激光接收孔中不断发出激光光束，而该激光光束经过物体表面反射之后，被激光接收孔中的激光接收器所接收。在一些实施例中，第一测距模块102可以根据发射的激光光束和被发射后接收的激光光束的时间差计算得到第一测距模块102到物体表面反射点的物理距离。当然，在另一些实施例中，也可以利用三角法、相位法等计算得到第一测距模块102到物体表面反射点之间的物理距离，具体可以根据实际应用而定，在此不做限制。
可以理解的是，上述第一测距模块也可以是其他测距模块，例如超声波测距模块等。
第一测距模块102在第二方向上旋转一周后，可以采集到一组第一测距数据，该一组第一测距数据包括第一测距模块102发出的激光光束形成的垂直旋转平面与周围物体表面相交曲线上多个激光反射点到该第一测距模块102的距离数据。第一测距模块102在第二方向上的旋转速度远大于旋转模块101在第一方向上的旋转速度，因此旋转模块101带动数据采集设备100在第一方向上旋转一周的过程中，第一测距模块102可以在第二方向上旋转多周，并且能够在多个水平旋转角度采集得到多组第一测距数据，该多组第一测距数据可以覆盖三维场景中的全方位物体表面。
在一些实施例中，为了降低成本，第一测距模块102可以选用单线激光测距雷达，例如旋转式三角法单线激光雷达、相位法单线激光雷达、ToF单线激光雷达等。当然可以理解的是，第一测距模块102也可以选用多线激光雷达，例如ToF多线激光雷达。激光测距雷达通过对被测物体发射激光光束，并接收该激光光束的反射波，来确定被测物体与激光测距雷达上测试点的距离。激光测距雷达的距离计算方式通常包括三种：飞行时间(TOF)计算方式、三角法计算方式和相位法计算方式。飞行时间计算方式通过记录发射光、反射光时间差来计算距离，采用飞行时间计算方式的激光测距雷达称为ToF激光雷达；三角法计算方式根据反射光的三角形像素偏差来计算距离，采用三角法计算方式的激光测距雷达称为三角法激光雷达；相位法计算方式根据发射光、反射光相位差计算距离，采用相位法计算方式的激光测距雷达称为相位法激光雷达。单线激光雷达通过将一个激光测距装置放置在旋转电机上，不停旋转以采集360°方向上物体表面的单线距离。多线激光雷达通过将多个激光测距装置放在旋转电机上，同时采集物体表面的多线距离。
图像采集模块103可以是相机、摄像头等。在一些实施例中，图像采集模块103可以是广角镜头的相机或摄像头。旋转模块101带动数据采集设备100在第一方向上转动一周的过程中，可以由图像采集模块103采集图像数据。
本公开实施例中的数据采集设备采用第一测距模块测量三维场景中的深度信息，也即第一测距模块至三维场景中物体表面的距离数据，由于第一测距模块可以选用能够覆盖各种量程范围、且精度较高的激光雷达等产品，并且激光雷达的误差较小，因此单个采集点所覆盖的面积较广，在较为空旷的环境下可以减少采集点数，能够减少成本；此外，本公开实施例中的数据采集设备还能够通过图像采集设备采集可以拼接形成全景图的多张图像数据；本公开实施例中由于第一测距模块可以在第一方向上旋转一周的过程中能够在第二方向上旋转多周，因此最终能够集点到覆盖三维场景中全方位物体表面的第一测距数据。因此，本公开实施例中的数据采集设备能够以较低成本采集得到精度更高、覆盖范围更广的三维场景数据。
在本实施例的一个可选实现方式中，该数据采集设备100还包括第二测距模块。该第二测距模块可以为高精度测距模块，可以用于获取三维场景中的第二测距数据。高精度测距模块可以为测距误差在毫米级的测距模块。而第一测距模块的测距误差可以是厘米级的，因此，第二测距模块的测距误差小于第一测距模块的测距误差。
在一些实施例中，第一测距模块和第二测距模块均可以采用激光测距模块。
在一些实施例中，为了降低成本，第一测距模块102可以选用单线激光测距雷达。单线激光雷达的由于存在一定的测量误差，例如常见的三角法单线激光雷达的误差约为测量距离的±1％～2％，而ToF单线激光雷达的误差约为±3cm且与距离无关。因此，如果实际应用场景中，对于三维场景数据中深度信息的精度要求较高的话，可以在三维激光采集设备上设置第二测距模块，也即高精度激光测距模块，第二测距模块的测距误差可以小于第一测距模块102的测距误差。在数据采集过程中，利用第一测距模块102获得多组第一测距数据的同时，也可以利用第二测距模块获得第二测距数据。由于多组第一测距数据可以全方位覆盖三维场景中的物体表面，并且该第二测距模块获取的第二测距数据的目的是为了校正第一测距数据，因此第二测距模块只需要测量其中一部分物体表面即可。在测量误差校正过程中，可以从第一测距数据中提取出与该第二测距数据所测量物体表面相同部分的第一测距数据，并将该部分第一测距数据与第二测距数据进行比较确定测量误差，进而再根据该测量误差校正全部的第一测距数据。
在一些实施例中，第一测距模块102和第二测距模块所采用的激光波长可以不同。例如第一测距模块102可以采用红外光，而第二测距模块可以采用可见光。通过这种方式，可以是使得第一测距模块102和第二测距模块发出的激光光束之间不会相互影响。
举例说明一下，假如第一测距数据中第一测距模块102到物体表面上点A的距离为r1，而第二测距数据中第二测距模块到物体表面点A的距离为r2，通过处理r1确定了点A在三维场景中的三维空间坐标为B1，而通过处理r2确定了点A在三维场景中的三维空间坐标为B2，此时可以通过比较B1和B2可以确定B1相对于B2的误差数据(第二测距模块的精度较高，因此以第二测距模块得到的数据为正确数据确定误差数据)。
上面仅是举例说明，实际应用场景中可以通过综合考虑物体表面一组点的距离数据计算得到误差数据，具体可以根据实际情况而定，在此不做限制。
在本实施例的一个可选实现方式中，在旋转模块101带动数据采集设备100在第一方向上旋转一周的过程中，第二测距模块在第一方向上旋转测量第二测距数据。
在本实施例的一个可选实现方式中，旋转模块101设置在数据采集设备100下方，第一测距模块102设置在数据采集设备100的第一侧，第二测距模块设置在数据采集设备100的第二侧，且第一侧所在平面与第二侧所在平面相交，例如可以相互垂直；图像采集设备的镜头方向与第二测距模块发射激光光束的方向相反。
该可选的实现方式中，旋转模块101可以设置在数据采集设备100底部，用于支撑整个数据采集设备100，并且该旋转模块101绕着旋转轴旋转时，可以带动整个数据采集设备100进行转动。第一测距模块102可以设置在第一侧，而第二测距模块可以设置在与第一侧所在平面相交的第二侧，并且第二测距模块发射的激光光束方向可以与第一测距模块102发射的激光光束的扫描平面相互平行。随着数据采集设备100在第一方向上旋转的过程中，第二测距模块发射的激光光束的扫描平面与大地平面平行。
在一些实施例中，第二测距模块发出激光光束的方向与第一测距模块102发射的激光光束的扫描平面之间的夹角可以设置较大，例如接近于90度的情况下，即使第一测距模块102与第二测距模块采用的激光波长相同或相近时，第一测距模块102和第二测距模块发出的激光光束不会相互影响，并且由于旋转模块101位于数据采集设备100底部，也不会在旋转模块101转动和第一测距模块102转动的过程中阻挡第一测距模块102和第二测距模块发出的激光光束。图像采集模块103可以设置在数据采集设备100的上方，并且图像采集模块103采集图像的镜头方向可以与第二测距模块发射激光光束的方向相背。例如，图像采集模块103以平视角度采集图像数据时，其采集图像的方向与第二测距模块采集距离数据的方向相反。
图2示出根据本公开一实施方式的数据采集设备的结构示意图。如图2所示，数据采集设备上设置有激光雷达、相机模组、高精度测距模组和云台电机。云台电机设置在数据采集设备的底部，可以支撑数据采集设备并带动数据采集设备在第一方向上绕旋转轴A转动；激光雷达可以设置在柱状无刷电机上，无刷电机的底部平面可以紧贴数据采集设备的一侧面(图中左侧)设置，并且激光雷达的机身也可以是圆柱状的，并且其柱状侧面上设置有一个激光发射孔和一个激光接收孔(图中被遮挡)，激光发射器设置在激光发射空中，并且可以通过激光发射孔发射第二方向上的激光光束，而经过物体表面反射后的激光光束进入激光接收孔后，被设置在激光接收孔中的激光接收器所接收。激光雷达可以在第二方向上绕旋转轴B旋转。相机模组通过支架安装在数据采集设备的上方，并且相机模组的镜头方向可以为第一方向，也即相机模组以平视角度采集图像，该相机模组可以是采用广角镜头，因此可以采集到得多张图像可以拼接成全景图。高精度激光测距模组设置在数据采集设备的另一侧面(图中被遮挡，且图中示出的是高精度激光测距模组在背面的设置位置)。高精度激光测距模组发射第一方向上的激光光束，并且发射方向与相机模组的镜头方向相反(也即高精度激光测距模组的激光发射方向为图中朝里的方向)。
在本实施例的一个可选实现方式中，图像采集模块103的镜头中心位于旋转模块101的旋转轴的延长线上。图像采集模块103的镜头中心设置在旋转模块101的旋转轴的延长线上，可以使得图像采集模块103在多个预设旋转角度上采集得到的多张图像之间无视差，并且利用该多张图像拼接得到的全景图效果较佳。
在本实施例的一个可选实现方式中，图像采集模块103在第一方向上旋转到预设旋转角度后采集图像数据。
图像采集模块103可以采集多张图像，并且该多张图像可以拼接形成全景图，因此可以在旋转模块101带动数据采集设备100在第一方向上旋转的过程中，在旋转到预设旋转角度之后，由图像采集模块103采集图像数据。该预设旋转角度可以包括多个，例如可以包括6个，每间隔60度为一个预设旋转角度，也即该6个预设旋转角度分别为0度、60度、120度、180度、240度、300度。当然，可以理解的是，预设旋转角度可以根据图像采集模块103的实际硬件设备以及实际要求而定，比如需要全景图的情况下只要采集得到能够拼接形成全景图的多张图像即可。
在本实施例的一个可选实现方式中，数据采集设备100还可以包括微控制单元和主控制单元。微控制单元可以是单片机等，在微控制单元上可以运行实时系统，微控制单元与数据采集设备上的各路传感器连接，并且用于实时获取数据采集设备100上设置的各路传感器上的数据，并对获取的各路数据打上时间戳后进行时间同步，并发送至主控制单元进行处理。数据采集设备100上设置的传感器包括但不限于第一测距模块102、第二测距模块、惯性测量单元(IMU)等。微控制单元还与旋转模块101连接，并且可以控制旋转模块101，从旋转模块101的旋转电机获取旋转角度等。
主控制单元与图像采集模块连接，用于从图像采集模块103获取图像数据，并从微控制单元接收各传感器的数据，进而对各传感器的数据进行相应的处理。主控制单元可以是CPU等处理单元，用于运行Linux等非实时操作系统。
图3示出根据本公开一实施方式中三维采集设备的电路设计示意图。如图3所示，三维采集设备的电路设计中，微控制单元MCU上设置有串口、电机驱动接口、激光雷达驱动接口、IMU接口等，主控制单元上设置有相机接口、WiFi和/或蓝牙配置接口等。微控制单元MCU通过电机驱动接口与云台电机相接，通过激光雷达驱动接口与激光雷达和高精度激光测距模组相接，通过IMU接口与惯性测量单元相接，并通过串口与主控制单元相接。主控制单元通过相机接口与相机模组相接，通过Wifi/蓝牙配置接口配置WiFi/蓝牙设备，并通过该接口与外部设备如ipad/手机等进行通信。三维采集设备的电路设计中还包括电源管理模块，用于向三维采集设备上的各个模块提供电源。其中，IMU可以测量得到数据采集设备的3轴加速度和3轴角速度，通过测量得到的加速和和角速度可以推算出数据采集设备相对于大地平面的角度，该角度可以在三维场景建模中使用。
在本实施例的一个可选实现方式中，主控制单元通过对多组第一测距数据进行处理，获取三维场景中的全方位点云数据，全方位点云数据包括物体表面上被测点在三维场景中的三维空间坐标；多组第一测距数据包括第一测距模块102随着数据采集设备100在第一方向上旋转一周、并在第二方向上自转多周采集到的数据。
该可选的实现方式中，数据采集设备100在第一方向旋转一周的过程中，第一测距模块102在第二方向上自转多周，且第一测距模块102每秒可以测量上万个点的距离，因此每旋转一周可以采集到一组第一测距数据，而通过连续不断的旋转多周可以得到多组第一测距数据。该一组第一测距数据包括激光在垂直平面上扫过一周三维场景得到的物体表面被测点的距离数据，而数据采集设备100在第一方向上旋转一周后采集得到的多组第一测距数据则包括三维场景中全方位物体表面上被测点的距离数据。
三维场景中全方位物体表面上被测点的距离数据为第一测距模块102上的测试点(例如激光发射点)至该物体表面上被测点的物理距离，此外由于采集过程中，还实时记录了每次采集时第一测距模块102在第二方向上的旋转角度以及旋转模块101在第一方向上的旋转角度，因此确定了该距离数据之后，则可以通过上述旋转角度以及距离数据计算得到各个点在三维空间坐标系中的三维空间坐标。
根据上述方法确定覆盖三维场景中全方位物体表面的多组第一测距数据中多个被测点的三维空间坐标之后，可以通过将该多个被测点在三维空间中标定出来的方式构建全方位的激光点云。该全方位点云数据包括三维场景中的深度信息。
图4示出根据本公开一实施方式点云数据中被测点在三维空间坐标系中的坐标示意图。如图4所示，被测点的三维空间坐标可以如下确定：
Figure BDA0002423821580000131
其中，
Figure BDA0002423821580000132
Figure BDA0002423821580000133
Figure BDA0002423821580000134
θ2＝θ1+θC
其中，x、y、z为目标点在三维空间中三个坐标方向上的坐标，r为目标点到第一测距模块102的距离；θ为测量r时旋转模块101在第一方向上的水平旋转角，也即第一测距模块102在第一方向上的水平旋转角，dx表示第一测距模块102的中心点到旋转模块101的旋转轴的距离，dz表示第一测距模块102的中心点到图像采集模块103的镜头中心点的垂直高度落差；dL为第一测距模块102的激光发射点到第一测距模块102在第二方向上旋转的旋转轴的距离；
Figure BDA0002423821580000136
为测量r时第一测距模块102在第二方向上的垂直旋转角；
Figure BDA0002423821580000135
为第一测距模块102相对于全局坐标系的俯仰角；θC为第一测距模块102相对于全局坐标系的偏航角；θL为第一测距模块102发出的激光光束相对于第一测距模块102在第二方向上旋转的旋转轴的俯仰角。
全局坐标系可以是大地坐标系，也即以大地平面为XY平面的三维空间坐标系。第一测距模块102在第一方向上的旋转轴理论上严格平行于大地平面，但是由于设备装配等原因，导致该旋转轴相对于大地平面有一定的误差，因此需要预先标定第一测距模块102相对于全局坐标系的俯仰角
Figure BDA0002423821580000137
也即第一测距模块102在第二方向上旋转的旋转轴相对于全局坐标系中垂直平面的装配倾角，以及第一测距模块102相对于全局坐标系的偏航角θC，也即第一测距模块102在第二方向上旋转的旋转轴相对于全局坐标系中垂直平面的装配倾角。此外，在理论上，第一测距模块102发射的激光光束可以严格垂直于全局坐标系中的水平平面，也即大地平面，进而由于旋转模块101的旋转轴也垂直于大地平面，因此理论上第一测距模块102发射的激光光束的方向与第一测距模块102在第二方向上旋转的旋转轴相互垂直，但是由于硬件设备装配等原因，可能会导致第一测距模块102发射的激光光束不严格垂直于该旋转轴，因此需要预先标定出第一测距模块102发射的激光光束相对于该旋转轴的俯仰角θL(也即激光光束与该旋转轴的夹角减去90度)。
在本实施例的一个可选实现方式中，主控制单元还利用第二测距数据对全方位点云数据进行误差校正，且误差校正方式如下：
主控制单元根据第二测距数据获取第一点云数据；第一点云数据包括第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标，以及主控制单元从全方位点云数据中获取目标点对应的第二点云数据；
主控制单元根据第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据误差数据对全方位点云数据进行校正。
该可选的实现方式中，数据采集设备100在第一方向上旋转一周的过程中，第二测距模块通过持续不断地发射激光光束，进而接收经过三维场景内物体表面反射后的激光光束之后，计算得到物体表面上点到第二测距模块的距离数据，在第二测距模块随着三维采集设备在第一方向旋转一周后，可以测得一组第二测距数据，该组第二测距数据可以包括第二测距模块发出的激光光束在水平旋转平面上扫过一周三维场景得到的物体表面上的点的距离数据，这些点可以称之为目标点。根据该组第二测距数据可以确定这些目标点在全局坐标系中的三维空间坐标，这些三维空间坐标可以构成第一点云数据。
如前文中所描述，根据多组第一测距数据得到的全方位激光测距数据全方位覆盖了三维场景中的物体表面上的点，因此可以从全方位激光测距数据中提取出上述目标点对应的第二点云数据，也即从全方位激光测距数据中提取上述目标点的三维空间坐标，形成第二点云数据。
由于第一点云数据和第二点云数据均对应相同的目标点，且由于第二点云数据是精度更高的第二测距模块得到，因此第二点云数据的精确度更高，因此可以以第二点云数据为基准数据，计算两者的误差。在计算得到第一点云数据和第二点云数据之间的误差之后，可以通过该误差校正全方位点云数据，使得全方位点云数据的精确度更高。通过这种方式，可以利用高精度激光测距模块与单线激光雷达形成互补，以低成本的方案实现高精度的点云数据。
在本实施例的一个可选实现方式中，主控制单元还对图像数据进行处理得到对应的全景图。
图像采集模块103可以在数据采集设备100第一方向旋转一周的过程中，采集得到多张图像，例如6张图像，且每张图像之间在第一方向上的采集角度间隔60度。主控制单元可以将各个视角去畸变后的多张彩色图进行拼接，形成一幅低分辨率、保留边界的全景图，以便供采集用户在采集数据时确认是否完成采集任务。全景图的拼接方式可以参见已有技术，在此不再赘述。
在本实施例的一个可选实现方式中，主控制单元还通过对全方位点云数据和图像数据处理得到三维场景模型。
主控制单元可以对全方位点云数据和图像采集模块103采集到的多张图像进行一系列三维场景建模处理后，得到三维场景模型，该三维场景模型也可以供采集用户在采集数据时确认是否完成采集任务。三维场景建模处理方式可以参见已有技术，在此不再赘述。
在三维场景面积较大时，可以在多个采集点进行数据采集，数据采集设备100可以将采集到的数据存储在本地，并在多个采集点的数据采集完毕轴上传至云端，由云端综合多个采集点上采集到的数据，并采用更精细的算法得到完整的三维场景模型。
图5示出根据本公开一实施方式中利用数据采集设备采集数据并进行三维场景重建的过程示意图。如图5所示，利用数据采集设备采集得到N个采集点上的数据，每个采集点上采集得到的数据可以包括一个全方位三维点云数据和6张彩色图像，这些数据通过网络传输至云端后，可以利用云端三维重建引擎处理后得到N张全景图以及一个纹理模型。该纹理模型以及N张全景图可以发布在web端供用户进行实景漫游，例如VR看房等。本公开实施例可应用于多种场景，例如家装场景。在家装应用场景下，可以利用本公开实施例的数据采集设备采集待装修房间内的数据，并针对所采集到的数据对待装修房间进行三维重建，得到纹理模型以及待装修房间中的全景图。该纹理模型和全景图可以发送至当前家装环节的相关家装人员，例如家装设计师、家具设计人员等，家装人员可以根据该纹理模型和全景图制定待装修房间的装修方案、家具设计方案等，能够加快整个家装流程，节省家装成本。
在一些实施例中，数据采集设备采集数据的流程可以如下：
1、将数据采集设备放置在三脚架上，并放置在采集点，开启设备电源，控制终端可以通过WiFi/蓝牙连接数据采集设备，并由控制终端打开数据采集设备上的控制软件，新建采集工程，并启动采集流程；2、数据采集设备接收到启动采集的指令之后开始旋转采集三维场景中的数据，并等待数据采集设备在当前采集点上采集结束；3、若提示采集成功，可移动数据采集设备至下一个需要采集点，并重复上述步骤2；若提示采集失败，则表示采集的数据不完整或与已有地图匹配失败，建议调整位置重新采集。4、采集完所有数据后，上传数据至云端，云端进行场景三维重建。
上述步骤2中数据采集设备采集数据的流程如下：
微控制单元启动第一测距模块、图像采集模块、第二测距模块等各个传感器；微控制单元控制旋转模块快速旋转至旋转角度0°停下，图像采集模块采集图像0；微控制单元控制旋转模块缓慢旋转至旋转角度60°停下，旋转期间第一测距模块和第二测距模块持续测距，并实时获取旋转期间第一测距模块和第二测距模块返回的第一测距数据和第二测距数据，微控制单元同时将获取的数据传送至主控制单元，由主控制单元进行处理，例如利用第一测距数据生成点云数据等；重复步骤上述步骤，使得图像采集模块在旋转角度(60*k)°(0≤k≤5)位置采集图像k，而旋转模块从旋转角度(60*k)°旋转至(60*(k+1))°的期间由第一激光采集模块和第二测距模块采集测距数据；旋转模块回到旋转角度0°，则采集过程结束；主控制单元可以验证数据完整性，并检查本次采集点上采集到的数据是否与已有地图拼接成功，如果失败，可以提示用户重新采集。
下面通过具体实施例详细介绍本公开实施例的细节。
图6示出根据本公开一实施方式的数据校正方法的流程图。如图1所示，该数据校正方法包括以下步骤：
在步骤S601中，获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，第一测距数据和第二测距数据分别由上述数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
在步骤S602中，根据第二测距数据获取第一点云数据；第一点云数据包括第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
在步骤S603中，从全方位点云数据中获取目标点对应的第二点云数据；
在步骤S604中，根据第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据误差数据对全方位点云数据进行校正。
本实施例中，第一测距数据以及第二测距数据的细节可以参见上述实施例中对于数据采集设备的描述。可以理解的是，该数据校正方法可以在数据采集设备上的主控制单元执行，也可以在其它电子设备上执行，其它电子设备可以从数据采集设备获取第一测距数据和第二测距数据。
数据采集设备在第一方向上旋转一周的过程中，第二测距模块通过持续不断地发射激光光束，进而接收经过三维场景内物体表面反射后的激光光束之后，计算得到物体表面上点到第二测距模块的距离数据，在第二测距模块随着三维采集设备在第一方向旋转一周后，可以测得一组第二测距数据，该组第二测距数据可以包括第二测距模块发出的激光光束在水平旋转平面上扫过一周三维场景得到的物体表面上的点的距离数据，这些点可以称之为目标点。根据该组第二测距数据可以确定这些目标点在全局坐标系中的三维空间坐标，这些三维空间坐标可以构成第一点云数据。
如前文中所描述，根据多组第一测距数据得到的全方位激光测距数据全方位覆盖了三维场景中的物体表面上的点，因此可以从全方位激光测距数据中提取出上述目标点对应的第二点云数据，也即从全方位激光测距数据中提取上述目标点的三维空间坐标，形成第二点云数据。
由于第一点云数据和第二点云数据均对应相同的目标点，且由于第二点云数据是精度更高的第二测距模块得到，因此第二点云数据的精确度更高，因此可以以第二点云数据为基准数据，计算两者的误差。在计算得到第一点云数据和第二点云数据之间的误差之后，可以通过该误差校正全方位点云数据，使得全方位点云数据的精确度更高。通过这种方式，可以利用高精度激光测距模块与单线激光雷达形成互补，以低成本的方案获得高精度的点云数据。
下述为本公开装置实施例，可以用于执行本公开方法实施例。
根据本公开一实施方式的数据校正装置，该装置可以通过软件、硬件或者两者的结合实现成为电子设备的部分或者全部。该数据校正装置包括：
第一获取模块，被配置为获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，所述第一测距数据和第二测距数据分别由上述数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
第二获取模块，被配置为根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
提取模块，被配置为从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
确定模块，被配置为根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
本实施例中的数据校正装置与图5所示实施例中的数据校正方法对应一致，具体细节可以参见上述对数据校正方法的描述，在此不再赘述。
图7是适于用来实现根据本公开实施方式的数据校正方法的电子设备的结构示意图。
如图7所示，电子设备700包括处理单元701，其可实现为CPU、GPU、FPGA、NPU等处理单元。处理单元701可以根据存储在只读存储器(ROM)702中的程序或者从存储部分708加载到随机访问存储器(RAM)703中的程序而执行本公开上述任一方法的实施方式中的各种处理。在RAM703中，还存储有电子设备700操作所需的各种程序和数据。处理单元701、ROM702以及RAM703通过总线704彼此相连。输入/输出(I/O)接口705也连接至总线704。
以下部件连接至I/O接口705：包括键盘、鼠标等的输入部分706；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分707；包括硬盘等的存储部分708；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分709。通信部分709经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器710也根据需要连接至I/O接口705。可拆卸介质711，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器710上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分708。
特别地，根据本公开的实施方式，上文参考本公开实施方式中的任一方法可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施方式包括一种计算机程序产品，其包括有形地包含在及其可读介质上的计算机程序，所述计算机程序包含用于执行本公开实施方式中任一方法的程序代码。在这样的实施方式中，该计算机程序可以通过通信部分709从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质711被安装。
附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施方式的系统、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，路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，两个接连地表示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操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。
描述于本公开实施方式中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中，这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。
作为另一方面，本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施方式中所述装置中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。计算机可读存储介质存储有一个或者一个以上程序，所述程序被一个或者一个以上的处理器用来执行描述于本公开的方法。
以上描述仅为本公开的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本公开中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本公开中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

Claims (18)

1.一种数据采集设备，包括：旋转模块、第一测距模块以及图像采集模块；其中，
所述旋转模块用于带动所述数据采集设备在第一方向上旋转；
所述第一测距模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于在第二方向上旋转，还适于测量第一测距数据，其中，所述第一方向和第二方向不同；
所述图像采集模块适于随着所述数据采集设备在所述第一方向上旋转，还适于采集三维场景中的图像数据。
2.根据权利要求1所述的数据采集设备，其中，所述第一方向和第二方向相互垂直。
3.根据权利要求1或2所述的数据采集设备，还包括：第二测距模块，用于获取第二测距数据；所述第二测距模块的测距误差小于所述第一测距模块的测距误差。
4.根据权利要求3所述的数据采集设备，其中，在所述旋转模块带动所述数据采集设备在第一方向上旋转一周的过程中，所述第二测距模块在所述第一方向上旋转测量所述第二测距数据。
5.根据权利要求3所述的数据采集设备，其中，所述旋转模块设置在所述数据采集设备下方，所述第一测距模块设置在所述数据采集设备的第一侧，所述第二测距模块设置在所述数据采集设备的第二侧，且第一侧所在平面与第二侧所在平面相交；所述图像采集设备的镜头方向与所述第二测距模块的测距方向相反。
6.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的数据采集设备，其中，所述第一测距模块和第二测距模块均为激光测距模块。
7.根据权利要求5所述的数据采集设备，其中，所述第一测距模块为单线激光雷达。
8.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的数据采集设备，其中，所述图像采集模块的镜头中心位于所述旋转模块的旋转轴的延长线上。
9.根据权利要求1-2、4-5任一项所述的数据采集设备，其中，所述图像采集模块在所述第一方向上旋转到预设旋转角度后采集所述图像数据。
10.根据权利要求3所述的数据采集设备，还包括：微控制单元和主控制单元；其中，
所述微控制单元分别与所述旋转模块、所述第一测距模块和所述第二测距模块连接，并且所述微控制单元用于控制旋转模块，并实时获取所述旋转模块的旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据；所述微控制单元还用于将获取的所述旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据进行时间同步后输出至主控制单元；
所述主控制单元与所述图像采集模块连接，并且从所述图像采集模块获取所述图像数据，并对从所述微控制单元接收到的所述旋转角度、所述第一测距数据和所述第二测距数据根据第一测距数据进行处理。
11.根据权利要求10所述的数据采集设备，其中，所述主控制单元通过对多组所述第一测距数据进行处理，获取三维场景中的全方位点云数据，所述全方位点云数据包括物体表面上被测点在三维场景中的三维空间坐标；多组所述第一测距数据包括第一测距模块随着数据采集设备在第一方向上旋转一周、并在第二方向上自转多周采集到的数据。
12.根据权利要求10或11所述的数据采集设备，其中，所述主控制单元还利用所述第二测距数据对所述全方位点云数据进行误差校正，且误差校正方式如下：
所述主控制单元根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标，以及所述主控制单元从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
所述主控制单元根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
13.根据权利要求10或11所述的数据采集设备，其中，所述主控制单元还对所述图像数据进行处理得到对应的全景图。
14.根据权利要求11所述的数据采集设备，其中，所述主控制单元还通过对所述全方位点云数据和所述图像数据处理得到三维场景模型。
15.一种数据校正方法，其中，包括：
获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，所述第一测距数据和第二测距数据分别由权利要求3-14任一项所述的数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
16.一种数据校正装置，其中，包括：
第一获取模块，被配置为获取第一测距数据以及第二测距数据；其中，所述第一测距数据和第二测距数据分别由权利要求3-14任一项所述的数据采集设备上的第一测距模块和第二测距模块采集得到；
第二获取模块，被配置为根据所述第二测距数据获取第一点云数据；所述第一点云数据包括所述第二测距数据对应的物体表面上的目标点的三维空间坐标；
提取模块，被配置为从所述全方位点云数据中获取所述目标点对应的第二点云数据；
确定模块，被配置为根据所述第一点云数据和第二点云数据确定误差数据，并根据所述误差数据对所述全方位点云数据进行校正。
17.一种电子设备，其中，包括存储器和处理器；其中，
所述存储器用于存储一条或多条计算机指令，其中，所述一条或多条计算机指令被所述处理器执行以实现权利要求15所述的方法。
18.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机指令，其中，该计算机指令被处理器执行时实现权利要求15所述的方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113960574A (zh) * 2021-10-27 2022-01-21 合肥英睿系统技术有限公司 一种激光测距校准方法、装置、设备及存储介质
CN114125434A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 重庆盛泰光电有限公司 一种tof摄像头的3d校正装置
CN114581611A (zh) * 2022-04-28 2022-06-03 阿里巴巴（中国）有限公司 虚拟场景构建方法以及装置
CN114894167A (zh) * 2022-04-06 2022-08-12 西北工业大学 一种基于多传感器技术的洞穴自动测绘系统及方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20240173863A1 (en) * 2022-11-29 2024-05-30 Baker Hughes Holdings Llc Internal asset model reconstruction for inspection

Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147844A (ja) * 1992-09-18 1994-05-27 East Japan Railway Co 架空線の離隔値を測定する装置および方法
CN101008571A (zh) * 2007-01-29 2007-08-01 中南大学 一种移动机器人三维环境感知方法
CN102232176A (zh) * 2009-03-25 2011-11-02 法罗技术股份有限公司 用于光学地扫描和测量环境的方法
CN204679637U (zh) * 2015-05-25 2015-09-30 北京雷动云合智能技术有限公司 双激光标定的高精度ccd多点测距装置
CN105067023A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 中国科学院沈阳自动化研究所 一种全景三维激光传感器数据校准方法和装置
CN105445749A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 一种基于波长分割的多脉冲激光测距系统和方法
CN107376283A (zh) * 2017-08-25 2017-11-24 江苏理工学院 一种张力篮球投篮技能形成器
US20180052232A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Topcon Corporation Measuring Method And Laser Scanner
CN207557478U (zh) * 2017-12-25 2018-06-29 深圳市杉川机器人有限公司 激光测距装置及机器人
CN108267748A (zh) * 2017-12-06 2018-07-10 香港中文大学（深圳） 一种全方位三维点云地图生成方法及系统
CN108603933A (zh) * 2016-01-12 2018-09-28 三菱电机株式会社 用于融合具有不同分辨率的传感器输出的系统和方法
CN109633669A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 湘潭大学 一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法
CN110196431A (zh) * 2019-07-09 2019-09-03 南京信息工程大学 基于arm的低成本室内3d激光扫描测距系统及方法
CN209625377U (zh) * 2018-12-28 2019-11-12 广州运维电力科技有限公司 一种电缆防外力破坏视频监控装置
CN113566762A (zh) * 2020-04-28 2021-10-29 上海汽车集团股份有限公司 高度测量装置和方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105928457B (zh) * 2016-06-21 2019-10-11 大连理工大学 一种全向三维激光彩色扫描系统及其方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06147844A (ja) * 1992-09-18 1994-05-27 East Japan Railway Co 架空線の離隔値を測定する装置および方法
CN101008571A (zh) * 2007-01-29 2007-08-01 中南大学 一种移动机器人三维环境感知方法
CN102232176A (zh) * 2009-03-25 2011-11-02 法罗技术股份有限公司 用于光学地扫描和测量环境的方法
CN204679637U (zh) * 2015-05-25 2015-09-30 北京雷动云合智能技术有限公司 双激光标定的高精度ccd多点测距装置
CN105067023A (zh) * 2015-08-31 2015-11-18 中国科学院沈阳自动化研究所 一种全景三维激光传感器数据校准方法和装置
CN105445749A (zh) * 2015-11-13 2016-03-30 中国人民解放军空军装备研究院雷达与电子对抗研究所 一种基于波长分割的多脉冲激光测距系统和方法
CN108603933A (zh) * 2016-01-12 2018-09-28 三菱电机株式会社 用于融合具有不同分辨率的传感器输出的系统和方法
US20180052232A1 (en) * 2016-08-17 2018-02-22 Topcon Corporation Measuring Method And Laser Scanner
CN107376283A (zh) * 2017-08-25 2017-11-24 江苏理工学院 一种张力篮球投篮技能形成器
CN108267748A (zh) * 2017-12-06 2018-07-10 香港中文大学（深圳） 一种全方位三维点云地图生成方法及系统
CN207557478U (zh) * 2017-12-25 2018-06-29 深圳市杉川机器人有限公司 激光测距装置及机器人
CN109633669A (zh) * 2018-12-28 2019-04-16 湘潭大学 一种利用双波段激光提高焊接中测距精度的方法
CN209625377U (zh) * 2018-12-28 2019-11-12 广州运维电力科技有限公司 一种电缆防外力破坏视频监控装置
CN110196431A (zh) * 2019-07-09 2019-09-03 南京信息工程大学 基于arm的低成本室内3d激光扫描测距系统及方法
CN113566762A (zh) * 2020-04-28 2021-10-29 上海汽车集团股份有限公司 高度测量装置和方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113960574A (zh) * 2021-10-27 2022-01-21 合肥英睿系统技术有限公司 一种激光测距校准方法、装置、设备及存储介质
CN114125434A (zh) * 2021-11-26 2022-03-01 重庆盛泰光电有限公司 一种tof摄像头的3d校正装置
CN114894167A (zh) * 2022-04-06 2022-08-12 西北工业大学 一种基于多传感器技术的洞穴自动测绘系统及方法
CN114894167B (zh) * 2022-04-06 2024-01-30 西北工业大学 一种基于多传感器技术的洞穴自动测绘系统及方法
CN114581611A (zh) * 2022-04-28 2022-06-03 阿里巴巴（中国）有限公司 虚拟场景构建方法以及装置
CN114581611B (zh) * 2022-04-28 2022-09-20 阿里巴巴（中国）有限公司 虚拟场景构建方法以及装置

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