CN116007500A - 数据采集方法和装置、电子设备、可读存储介质和芯片 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种数据采集方法和装置、电子设备、可读存储介质和芯片，属于检测技术领域，其中，数据采集方法包括：控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；确定预采集数据的点云分布参数；根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；根据环境距离确定工作采集参数；根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

Description

数据采集方法和装置、电子设备、可读存储介质和芯片

技术领域

本申请属于检测领域，具体涉及一种激光扫描仪的数据采集方法、激光扫描仪的数据采集装置、电子设备、可读存储介质和芯片。

背景技术

目前，在对环境进行快速检测时，通常会用到激光扫描仪，相关技术中，在使用激光扫描仪时，主流方式为一键式操作，然而对于不同的使用环境下，同一激光扫描仪的采集输出的点云密度并不相同，一般的，环境尺寸越大，点云密度越低，点间距越大，不同的点云密度会直接影响后期三维建模的精准度以及显示效果。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种激光扫描仪的数据采集方法和装置、电子设备、可读存储介质和芯片，能够解决在不同使用环境下无法保证采集输出的点云密度满足使用需求的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种激光扫描仪的数据采集方法，该方法包括：控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；确定预采集数据的点云分布参数；根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；根据环境距离确定工作采集参数；根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

第二方面，本申请实施例提供了一种激光扫描仪的数据采集装置，包括：预采集模块，用于控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；分布确定模块，用于确定预采集数据的点云分布参数；距离确定模块，用于根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；数据确定模块，用于根据环境距离确定工作采集参数；采集模块，用于根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面的方法的步骤。

第四方面，本申请实施例提供了一种可读存储介质，可读存储介质上存储程序或指令，程序或指令被处理器执行时实现如第一方面的方法的步骤。

第五方面，本申请实施例提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现如第一方面的方法的步骤。

在本申请实施例中，需要对激光扫描仪进行预采集处理，从而通过对预采集数据的获取和分析，即可确定出激光扫描仪所处的环境，具体为激光扫描仪到环境边缘的距离，即环境距离，可以理解，环境距离并不指的是单一数值，而是激光扫描仪当前位置与当前环境四周的墙壁、地面或其他遮挡的结构之间的距离，在确定好环境距离后，可根据激光扫描仪所处的环境距离，调整工作采集参数，最终根据与环境距离相关的工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集，便于后续根据数据进行三维场景建模。

其中，在进行预采集时，会限制激光扫描仪的采集时间，即仅采集第一数量帧的点云数据，每一帧的点云数据包含有激光扫描仪的测试范围内的环境表面点云，以便于实现预采集到点云数据后进行分析判断激光扫描仪的位置。

进一步地，第一数量应为正整数，例如1、2、3等。

其中，工作采集参数包括但不限于云台转速、采集时间等。

附图说明

图1示出了根据本申请的一个实施例的激光扫描仪的数据采集方法的流程示意图；

图2示出了根据本申请的一个实施例的激光扫描仪的数据采集方法的流程示意图；

图3示出了根据本申请的一个实施例的激光扫描仪的数据采集方法的流程示意图；

图4示出了根据本申请的一个实施例的激光扫描仪的数据采集方法的流程示意图；

图5示出了根据本申请的一个实施例的激光扫描仪的数据采集装置的结构示意图；

图6示出了根据本申请的一个实施例的电子设备的结构示意图；

图7示出了根据本申请的一个实施例的电子设备的结构示意图。

其中，图5至图7中附图标记与部件名称之间的对应关系为：

100：电子设备；101：射频单元；102：网络模块；103：音频输出单元；104：输入单元；1041：图形处理器；1042：麦克风；105：传感器；106：显示单元；1061：显示面板；107：用户输入单元；1071：触控面板；1072：其他输入设备；108：接口单元；1109：存储器；1110：处理器；900：激光扫描仪的数据采集装置；901：预采集模块；902：分布确定模块；903：距离确定模块；904：数据确定模块；905：采集模块。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图7，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的激光扫描仪的数据采集方法和装置、电子设备、可读存储介质和芯片进行详细地说明。

本实施例提供了一种激光扫描仪的数据采集方法，如图1所示，包括：

步骤S102：控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；

步骤S104：确定预采集数据的点云分布参数；

步骤S106：根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；

步骤S108：根据环境距离确定工作采集参数；

步骤S110：根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

本实施例所提供的需要对激光扫描仪进行预采集处理，从而通过对预采集数据的获取和分析，即可确定出激光扫描仪所处的环境，具体为激光扫描仪到环境边缘的距离，即环境距离，可以理解，环境距离并不指的是单一数值，而是激光扫描仪当前位置与当前环境四周的墙壁、地面或其他遮挡的结构之间的距离，在确定好环境距离后，可根据激光扫描仪所处的环境距离，调整工作采集参数，最终根据与环境距离相关的工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集，便于后续根据数据进行三维场景建模。

其中，在进行预采集时，会限制激光扫描仪的采集时间，即仅采集第一数量帧的点云数据，每一帧的点云数据包含有激光扫描仪的测试范围内的环境表面点云，以便于实现预采集到点云数据后进行分析判断激光扫描仪的位置。

进一步地，第一数量应为正整数，例如1、2、3等。

其中，工作采集参数包括但不限于云台转速、采集时间等。

需要补充的是，激光扫描仪可用于三维测量或二维测量

可选地，如图2所示，控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据，具体包括：

步骤S1022：在激光扫描仪为三维激光雷达的情况下，采集第一数量帧的三维点云数据作为预采集数据；

步骤S1024：在激光扫描仪为二维激光雷达的情况下，将二维激光雷达旋转第一角度采集的二维点云数据作为预采集数据。

在对预采集数据进行采集时，需要先确定激光扫描仪的类型，市面上常见的激光扫描仪为三维激光雷达或者二维激光雷达，对于三维激光雷达的激光扫描仪而言，其可以直接输出三维点云数据进行后续数据分析，故而此时可直接采集第一数量帧的三维点云数据，其直接包含有器件测试范围内的环境表面点云。对于二维激光雷达的激光扫描仪而言，需要配合自身的云台电机旋转以实现，随后再通过算法将多个二维图片进行合成，形成三维点云数据，本方案中，第一数量帧对应的采集时间应为云台电机旋转第一角度的时间，为了缩短预采集的采集时间，可采用较快的旋转速度粗略的先获取二维图片，只需确定出环境距离即可，在预采集阶段的精度要求不高。

其中，第一角度可以根据实际拍摄精度灵活调整，例如第一角度可以为60°，还可以为90°，甚至可以为120°、180°等。

一般地，三维激光雷达的频率为5Hz～20Hz，以10Hz为例，一帧的采集时间为100ms，故而此时可直接利用100ms的点云数据作为1帧的预采集数据。

可选地，如图3所示，确定预采集数据的点云分布参数，具体包括：

步骤S1042：确定预采集数据中多个采集点与激光扫描仪的距离参数；

步骤S1044：根据多个距离参数确定与采集数据的点云分布参数。

在对预采集数据进行分析计算时，本实施例提供了一种基于距离的分析计算方法，具体为，在预采集数据中，先确定好多个采集点距离激光扫描仪的距离，可理解为深度参数，由于获取到多个距离参数，可确定出激光扫描仪距离不同采集点的尺寸，从而可计算出不同距离的点的分布，进而可确定出本次采集的预采集数据中的环境尺寸分布，也即确定出激光扫描仪的环境距离。

特别是对于同一平面上的多个距离参数，会更精准的确定出激光扫描仪的位置。

可选地，如图4所示，确定预采集数据的点云分布参数，还包括：

步骤S1046：基于预采集数据，确定多个采集点形成的平面区域；

步骤S1048：确定平面区域内相邻两个采集点之间的点间距；

步骤S1050：根据所有点间距确定平均点间距作为点云分布参数。

在对预采集数据进行分析计算时，本实施例提供了一种基于点间距的分析计算方法，具体为，在预采集数据中，先确定好多个采集点形成的平面区域，在确定好的虚拟平面区域内会确定任意相邻两个采集点之间的点间距，由于点间距会存在差异，此时可通过计算同一平面区域内的所有点间距的平均值，即平均点间距作为点云分布参数，从而可计算出不同距离的点的分布，进而可确定出本次采集的预采集数据中的环境尺寸分布，也即确定出激光扫描仪的环境距离。

可以理解，对于最终进行计算时，所利用到的平面区域可以为单一的，也可以为多个，其目的为通过获取到的点云分布参数确定对应的环境距离，此时的点云分布参数可以为一个，也可以为多个。

进一步地，根据环境距离确定工作采集参数，具体包括：获取多个距离范围；确定与环境距离所属的距离范围对应的工作采集参数；其中，工作采集参数包括采集时间、转速。

在确定工作采集参数时，会提前获取到多个距离范围，在根据点云分布参数对激光扫描仪的环境距离予以获取后，可判断环境距离属于哪个距离范围，确定后，可根据预先关联的距离范围和工作采集参数的对应关系，确定出适用于该激光扫描仪的工作采集参数，便于最终通过该工作采集参数完成数据采集的任务。

如图5所示，本申请实施例提供一种激光扫描仪的数据采集装置900。该数据采集装置900包括预采集模块901、分布确定模块902、距离确定模块903、数据确定模块904、采集模块905。

其中，预采集模块901，用于控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；分布确定模块902，用于确定预采集数据的点云分布参数；距离确定模块903，用于根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；数据确定模块904，用于根据环境距离确定工作采集参数；采集模块905，用于根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

可选地，预采集模块901还用于在激光扫描仪为三维激光雷达的情况下，采集第一数量帧的三维点云数据作为预采集数据；在激光扫描仪为二维激光雷达的情况下，将二维激光雷达旋转第一角度采集的二维点云数据作为预采集数据。

可选地，分布确定模块902还用于确定预采集数据中多个采集点与激光扫描仪的距离参数；根据多个距离参数确定与采集数据的点云分布参数。

可选地，分布确定模块902还用于基于预采集数据，确定多个采集点形成的平面区域；确定平面区域内相邻两个采集点之间的点间距；根据所有点间距确定平均点间距作为点云分布参数。

可选地，数据确定模块904还用于获取多个距离范围；确定与环境距离所属的距离范围对应的工作采集参数；其中，工作采集参数包括采集时间、转速。

本申请实施例中的激光扫描仪的数据采集装置可以是装置，也可以是终端中的部件、集成电路、或芯片。该装置可以是移动电子设备，也可以为非移动电子设备。示例性的，移动电子设备可以为手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、车载电子设备、可穿戴设备、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer，UMPC)、上网本或者个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等，非移动电子设备可以为服务器、网络附属存储器(Network Attached Storage，NAS)、个人计算机(personal computer，PC)、电视机(television，TV)、柜员机或者自助机等，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例中的激光扫描仪的数据采集装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为ios操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。

本申请实施例提供的激光扫描仪的数据采集装置能够实现图1至图4的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。

可选地，如图6所示，本申请实施例还提供一种电子设备100，包括处理器1110，存储器1109，存储在存储器1109上并可在处理器1110上运行的程序或指令，该程序或指令被处理器1110执行时实现上述激光扫描仪的数据采集方法的实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

需要说明的是，本申请实施例中的电子设备包括上述的电子设备和非电子设备。

图7为实现本申请实施例的一种电子设备的硬件结构示意图。

该电子设备100包括但不限于：射频单元101、网络模块102、音频输出单元103、输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器1109、以及处理器1110等部件。

本领域技术人员可以理解，电子设备100还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，电源可以通过电源管理系统与处理器1110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。图7中示出的电子设备结构并不构成对电子设备的限定，电子设备可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置，在此不再赘述。

其中，处理器1110，用于控制激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；确定预采集数据的点云分布参数；根据点云分布参数确定激光扫描仪的环境距离；根据环境距离确定工作采集参数；根据工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集。

通过上述方案，需要对激光扫描仪进行预采集处理，从而通过对预采集数据的获取和分析，即可确定出激光扫描仪所处的环境，具体为激光扫描仪到环境边缘的距离，即环境距离，可以理解，环境距离并不指的是单一数值，而是激光扫描仪当前位置与当前环境四周的墙壁、地面或其他遮挡的结构之间的距离，在确定好环境距离后，可根据激光扫描仪所处的环境距离，调整工作采集参数，最终根据与环境距离相关的工作采集参数控制激光扫描仪进行数据采集，便于后续根据数据进行三维场景建模。

可选地，处理器1110，还用于实现如下步骤：在激光扫描仪为三维激光雷达的情况下，采集第一数量帧的三维点云数据作为预采集数据；在激光扫描仪为二维激光雷达的情况下，将二维激光雷达旋转第一角度采集的二维点云数据作为预采集数据。

可选地，处理器1110，还用于确定预采集数据中多个采集点与激光扫描仪的距离参数；根据多个距离参数确定与采集数据的点云分布参数。

可选地，处理器1110，还用于基于预采集数据，确定多个采集点形成的平面区域；确定平面区域内相邻两个采集点之间的点间距；根据所有点间距确定平均点间距作为点云分布参数。

可选地，处理器1110，还用于获取多个距离范围；确定与环境距离所属的距离范围对应的工作采集参数。

应理解的是，本申请实施例中，输入单元104可以包括图形处理器(GraphicsProcessing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器、有机发光二极管等形式来配置显示面板1061。用户输入单元107包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆，在此不再赘述。存储器1109可用于存储软件程序以及各种数据，包括但不限于应用程序和操作系统。处理器1110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器1110中。

本申请实施例还提供一种可读存储介质，可读存储介质上存储有程序或指令，该程序或指令被处理器执行时实现上述激光扫描仪的数据采集方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

其中，处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory，RAM)、磁碟或者光盘等。

本申请实施例另提供了一种芯片，芯片包括处理器和通信接口，通信接口和处理器耦合，处理器用于运行程序或指令，实现上述激光扫描仪的数据采集方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。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可以以计算机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(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，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的方法。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (13)

1.一种激光扫描仪的数据采集方法，其特征在于，包括：

控制所述激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；

确定所述预采集数据的点云分布参数；

根据所述点云分布参数确定所述激光扫描仪的环境距离；

根据所述环境距离确定工作采集参数；

根据所述工作采集参数控制所述激光扫描仪进行数据采集。

2.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述控制所述激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据，具体包括：

在所述激光扫描仪为三维激光雷达的情况下，采集第一数量帧的三维点云数据作为所述预采集数据；

在所述激光扫描仪为二维激光雷达的情况下，将所述二维激光雷达旋转第一角度采集的二维点云数据作为所述预采集数据。

3.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述确定所述预采集数据的点云分布参数，具体包括：

确定所述预采集数据中多个采集点与所述激光扫描仪的距离参数；

根据多个所述距离参数确定所述与采集数据的点云分布参数。

4.根据权利要求1所述的数据采集方法，其特征在于，所述确定所述预采集数据的点云分布参数，具体包括：

基于所述预采集数据，确定多个采集点形成的平面区域；

确定所述平面区域内相邻两个采集点之间的点间距；

根据所有所述点间距确定平均点间距作为所述点云分布参数。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的数据采集方法，其特征在于，所述根据所述环境距离确定工作采集参数，具体包括：

获取多个距离范围；

确定与所述环境距离所属的距离范围对应的工作采集参数；

其中，所述工作采集参数包括采集时间、转速。

6.一种激光扫描仪的数据采集装置，其特征在于，包括：

预采集模块，用于控制所述激光扫描仪采集第一数量帧的点云数据作为预采集数据；

分布确定模块，用于确定所述预采集数据的点云分布参数；

距离确定模块，用于根据所述点云分布参数确定所述激光扫描仪的环境距离；

数据确定模块，用于根据所述环境距离确定工作采集参数；

采集模块，用于根据所述工作采集参数控制所述激光扫描仪进行数据采集。

7.根据权利要求6所述的数据采集装置，其特征在于，所述预采集模块还用于在所述激光扫描仪为三维激光雷达的情况下，采集第一数量帧的三维点云数据作为所述预采集数据；在所述激光扫描仪为二维激光雷达的情况下，将所述二维激光雷达旋转第一角度采集的二维点云数据作为所述预采集数据。

8.根据权利要求6所述的数据采集装置，其特征在于，所述分布确定模块还用于确定所述预采集数据中多个采集点与所述激光扫描仪的距离参数；根据多个所述距离参数确定所述与采集数据的点云分布参数。

9.根据权利要求6所述的数据采集装置，其特征在于，所述分布确定模块还用于基于所述预采集数据，确定多个采集点形成的平面区域；确定所述平面区域内相邻两个采集点之间的点间距；根据所有所述点间距确定平均点间距作为所述点云分布参数。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的数据采集装置，其特征在于，所述数据确定模块还用于获取多个距离范围；确定与所述环境距离所属的距离范围对应的工作采集参数；其中，所述工作采集参数包括采集时间、转速。

11.一种电子设备，其特征在于，包括处理器，存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如权利要求1至5任一项所述的激光扫描仪的数据采集方法的步骤。

12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的激光扫描仪的数据采集方法的步骤。

13.一种芯片，其特征在于，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现如权利要求1至5中任一项所述的激光扫描仪的数据采集方法的步骤。

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