CN116697885A - 一种3d激光扫描仪的控制方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D激光扫描仪的控制方法及装置，该方法包括：根据获取到的3D激光扫描仪的仪器参数及在水平旋转方向所对应的分辨率参数，确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，进而控制3D激光扫描仪的水平旋转电机依次旋转至每个采集点；在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；最终对所有点云数据执行拼接操作。可见，实施本发明能够降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度以及提高点云数据的拼接效率。

Description

一种3D激光扫描仪的控制方法及装置

技术领域

本发明涉及扫描仪控制技术领域，尤其涉及一种3D激光扫描仪的控制方法及装置。

背景技术

3D激光扫描技术是上世纪九十年代中期开始出现的一项技术，是继GPS空间定位系统之后又一项测绘技术的突破。当前，主流3D激光扫描仪的构造原理都是相似的，其主要是由一台高精度激光测距仪，配上垂直平面内和水平面内旋转机构组成。在实际应用中，3D激光扫描仪主动发射激光，同时接收由自然物表面反射的信号从而进行测距。具体的，旋转机构控制3D激光扫描仪在垂直平面内以均匀角速度高速旋转，来扫描测量垂直平面内的点云数据，同时，还需要控制3D激光扫描仪在水平面内旋转，得到若干个垂直平面内的点云数据，再将若干个垂直平面内的点云数据进行拼接，从而得到整个空间的点云数据。由于水平匀速旋转的控制方式较为简单、稳定，且容易实现，因此，当前主流的3D激光扫描仪都采用此控制方法。

然而，实际中对3D激光扫描仪的应用数据表明，若3D激光扫描仪在垂直平面和水平面同时做匀速旋转运动，其测距采集的点云必然不会落到同一垂直平面内，而是在空间中呈螺旋分布，在进行点云数据的拼接时，需要对采集到的不规则的空间点云数据进行拼接处理，其拼接处理操作难度相当大，降低了点云数据的拼接效率。

可见，如何降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度以及提高点云数据的拼接效率显得尤为重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种3D激光扫描仪的控制方法及装置，能够降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度以及提高点云数据的拼接效率。

为了解决上述技术问题，本发明第一方面公开了一种3D激光扫描仪的控制方法，所述方法包括：

获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，所述仪器参数包括所述3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数；

根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，所述水平旋转控制参数至少包括所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点；

在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，所述3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；

对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点之前，所述方法还包括：

确定所述3D激光扫描仪的水平旋转电机对应的运转零点；

判断所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前是否处于所述运转零点所在的零点位置；

当判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前未处于所述运转零点所在的零点位置时，控制所述水平旋转电机执行回零运动，以使所述水平旋转电机处于所述运转零点所在的零点位置；

当判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前处于所述运转零点所在的零点位置时，触发执行所述的根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点的步骤。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述水平旋转控制参数还包括位点间距，所述位点间距为任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距，所述根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点，包括：

根据所述水平旋转控制参数，以所述位点间距为运转距离，结合预设的位置控制路径，控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置旋转至目标采集点；其中，所述水平旋转电机初始旋转时，所述当前位置为所述零点位置，所述水平旋转电机非初始旋转时，所述当前位置为所述目标采集点的上一个相邻采集点；

在控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置运转至所述目标采集点的过程中，所述方法还包括：

采集所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的位置变更参数，所述位置变更参数包括所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的运转阻力以及运转加速度；

根据所述运转阻力调整所述运转加速度，以使所述水平旋转电机的运转速度处于预设的运转速度阈值内。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，包括：

在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，生成该采集点对应的点云数据采集线程，所述点云数据采集线程用于采集该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；

根据预先设定的采集频率并结合所述点云数据采集线程，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设的垂直旋转方向对该采集点对应的垂直平面执行点云采集操作，得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述方法还包括：

根据所述点云数据采集线程，判断所述水平旋转电机是否抵达截止运转位点，所述截止运转位点为所述水平旋转电机从所述运转零点出发，运转预设的总运转距离后抵达的位点；

当判断出所述水平旋转电机已抵达所述截止运转位点，且确定无需根据所述水平旋转控制参数控制所述水平旋转电机继续执行所述旋转操作时，触发执行所述的对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，包括：

根据所述编码器整圈脉冲参数及所述分辨率参数，确定所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所有所述采集点的数量以及所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数，确定所述水平旋转电机运转时任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距；

根据所有所述采集点的数量，确定所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数；

其中，所述水平旋转控制参数还包括所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数。

作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所述对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作之后，所述方法还包括：

根据预先确定的预测点云数据，分析数据拼接结果，得到所述数据拼接结果与所述预测点云数据的数据匹配度，所述预测点云数据为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有所述点云数据执行所述拼接操作后预计得到的数据，所述数据拼接结果为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行所述拼接操作后得到的实际拼接结果；

当判断出所述数据匹配度表示所述数据拼接结果与所述预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值时，根据所述预测点云数据更新所述水平旋转控制参数，以根据更新后的所述水平旋转控制参数重新对所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行所述旋转操作。

为一种可选的实施方式，在本发明第一方面中，所有所述采集点的数量满足以下运算条件：

预设的运转度数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为有理数，且所述编码器整圈脉冲参数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为整数，所述运转度数为预先确定的所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数。

本发明第二方面公开了一种3D激光扫描仪的控制装置，所述装置包括：

获取模块，用于获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，所述仪器参数包括所述3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数；

确定模块，用于根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，所述水平旋转控制参数至少包括所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

第一控制模块，用于根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点；

第二控制模块，用于在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，所述3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；

拼接模块，用于对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述确定模块，还用于在所述第一控制模块根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点之前，确定所述3D激光扫描仪的水平旋转电机对应的运转零点；

所述装置还包括：

判断模块，用于判断所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前是否处于所述运转零点所在的零点位置；当判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前处于所述运转零点所在的零点位置时，触发所述第一控制模块执行所述的根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点的操作；

所述第一控制模块，还用于当所述判断模块判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前未处于所述运转零点所在的零点位置时，控制所述水平旋转电机执行回零运动，以使所述水平旋转电机处于所述运转零点所在的零点位置。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述水平旋转控制参数还包括位点间距，所述位点间距为任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距，所述第一控制模块根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点的方式具体包括：

根据所述水平旋转控制参数，以所述位点间距为运转距离，结合预设的位置控制路径，控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置旋转至目标采集点；其中，所述水平旋转电机初始旋转时，所述当前位置为所述零点位置，所述水平旋转电机非初始旋转时，所述当前位置为所述目标采集点的上一个相邻采集点；

所述装置还包括：

采集模块，用于在控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置运转至所述目标采集点的过程中，采集所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的位置变更参数，所述位置变更参数包括所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的运转阻力以及运转加速度；

调整模块，用于根据所述运转阻力调整所述运转加速度，以使所述水平旋转电机的运转速度处于预设的运转速度阈值内。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述第二控制模块在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据的方式具体包括：

在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，生成该采集点对应的点云数据采集线程，所述点云数据采集线程用于采集该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；

根据预先设定的采集频率并结合所述点云数据采集线程，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设的垂直旋转方向对该采集点对应的垂直平面执行点云采集操作，得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述判断模块，还用于根据所述点云数据采集线程，判断所述水平旋转电机是否抵达截止运转位点，所述截止运转位点为所述水平旋转电机从所述运转零点出发，运转预设的总运转距离后抵达的位点；当所述判断模块判断出所述水平旋转电机已抵达所述截止运转位点，且确定无需根据所述水平旋转控制参数控制所述水平旋转电机继续执行所述旋转操作时，触发所述拼接模块执行所述的对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述确定模块根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数的方式具体包括：

根据所述编码器整圈脉冲参数及所述分辨率参数，确定所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所有所述采集点的数量以及所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数，确定所述水平旋转电机运转时任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距；

根据所有所述采集点的数量，确定所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数；

其中，所述水平旋转控制参数还包括所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所述装置还包括：

分析模块，用于在所述拼接模块对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作之后，根据预先确定的预测点云数据，分析数据拼接结果，得到所述数据拼接结果与所述预测点云数据的数据匹配度，所述预测点云数据为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有所述点云数据执行所述拼接操作后预计得到的数据，所述数据拼接结果为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行所述拼接操作后得到的实际拼接结果；

更新模块，用于当判断出所述数据匹配度表示所述数据拼接结果与所述预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值时，根据所述预测点云数据更新所述水平旋转控制参数，以根据更新后的所述水平旋转控制参数重新对所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行所述旋转操作。

作为一种可选的实施方式，在本发明第二方面中，所有所述采集点的数量满足以下运算条件：

预设的运转度数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为有理数，且所述编码器整圈脉冲参数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为整数，所述运转度数为预先确定的所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数。

本发明第三方面公开了另一种3D激光扫描仪的控制装置，所述装置包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行本发明第一方面公开的3D激光扫描仪的控制方法。

本发明第四方面公开了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有计算机指令，所述计算机指令被调用时，用于执行本发明第一方面公开的3D激光扫描仪的控制方法。

与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

本发明实施例中，提供了一种3D激光扫描仪的控制方法，该方法包括：获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，仪器参数包括3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数；根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，水平旋转控制参数至少包括3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量；根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点；在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。可见，实施本发明能够综合3D激光扫描仪的仪器参数、预先确定出的分辨率参数智能化确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，具体的，该水平旋转控制参数包括所有采集点的数量，提高了采集点数量的确定准确性；进而通过该水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，同时在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作，通过对3D激光扫描仪的水平旋转电机以及垂直旋转电机的联动控制，使3D激光扫描仪能够精准采集到每个采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，有利于降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度，从而有利于提高点云数据的拼接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明实施例公开的一种3D激光扫描仪的控制方法的流程示意图；

图2是本发明实施例公开的另一种3D激光扫描仪的控制方法的流程示意图；

图3是本发明实施例公开的一种3D激光扫描仪的控制装置的结构示意图；

图4是本发明实施例公开的另一种3D激光扫描仪的控制装置的结构示意图；

图5是本发明实施例公开的又一种3D激光扫描仪的控制装置的结构示意图；

图6是本发明实施例公开的调节PID参数的界面示意图；

图7是本发明实施例公开的3D激光扫描仪水平旋转重复精度多次测量数据的数据对比图；

图8是本发明实施例公开的3D激光扫描仪水平旋转绝对精度多次测量数据的数据对比图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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作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。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或端没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或端固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本发明公开了一种3D激光扫描仪的控制方法及装置，能够综合3D激光扫描仪的仪器参数、预先确定出的分辨率参数智能化确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，具体的，该水平旋转控制参数包括所有采集点的数量，提高了采集点数量的确定准确性；进而通过该水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，同时在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作，通过对3D激光扫描仪的水平旋转电机以及垂直旋转电机的联动控制，使3D激光扫描仪能够精准采集到每个采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，有利于降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度，从而有利于提高点云数据的拼接效率。以下分别进行详细说明。

实施例一

请参阅图1，图1是本发明实施例公开的一种3D激光扫描仪的控制方法的流程示意图。其中，图1所描述的3D激光扫描仪的控制方法可以应用于3D激光扫描仪的控制装置中，本发明实施例不做限定。如图1所示，该3D激光扫描仪的控制方法可以包括以下操作：

101、获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，仪器参数包括3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数。

本发明实施例中，预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数具体可以为调试/使用该3D激光扫描仪时预先确定出的该3D激光扫描仪对应的点云密度范围，如该分辨率参数的参数范围可以为2000-3000个点，具体数值可以根据工艺需求进行调整，本发明实施例不做限定。

102、根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，水平旋转控制参数至少包括3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量。

本发明实施例中，所有采集点的数量满足以下运算条件：

预设的运转度数与所有采集点的数量的商对应的数值为有理数，且编码器整圈脉冲参数与所有采集点的数量的商对应的数值为整数，运转度数为预先确定的水平旋转电机在水平旋转方向对应的运转度数。

本发明实施例中，为了使3D激光扫描仪可以连续工作，而不致产生偏差，需要确定的采集点数能够将一周360°分割成的角度是有理数。例如点数取2500，则相邻两个位置之间的角度为360÷2500＝0.144°；若被分割成的角度为无理数，在控制器运算过程中，为了满足最终传输给伺服电机的参数为有理数这一条件，实际应用中会舍去未除尽的小数，然而，该方式配置的伺服电机，在旋转一周后，3D激光扫描仪无法回到原点，若是控制该3D激光扫描仪进行连续工作，得到的数据其偏差较大；且每个位置采集到的点云数据与点云实际位置也不符，具体的，该数据偏差为舍去的小数。因此，确定出的采集点的数量必须符合要求。

本发明实施例中，为了满足设备水平旋转的重复精度和绝对精度的要求，需要令所有采集点的数量与3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数相互配合，具体的，假定水平一周采集点数选为10000个/圈，而编码器位数为23位，即2²³＝8388608个脉冲/圈，这样每两点间有838.8608个脉冲，这不是一个整数，若取839个脉冲，则多了一些，若取838则少了一些，都会有些误差，因此在确定所有采集点的数量时，要考虑所有采集点的数量与3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲数之间的相关性，也即要求编码器整圈脉冲参数与所有采集点的数量的商对应的数值为整数，以达到“相互配合”的目的；其中，3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数通过该编码器的位数计算得到。

103、根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点。

本发明实施例中，该3D激光扫描仪中，水平旋转电机可采用伺服电机与减速机结合的配置方式，也可只选用无框力矩电机单独承载，本发明实施例不做限定。

104、在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

本发明实施例中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点。

本发明实施例中，可选的，在执行步骤104之后，该方法还可以包括以下操作：

判断该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据是否采集完毕，当判断结果为是时，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点，当判断结果为否时，重新执行步骤104直至确定该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点。

本发明实施例中，在针对每个采集点对应的垂直平面的所有点云数据执行点云数据采集操作时，可以选用单线、多线或者固态激光雷达，也可将激光源固定，电机带动反光镜旋转的方式实现点云数据采集，，本发明实施例不做限定。

105、对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

可见，实施图1所描述的3D激光扫描仪的控制方法，能够综合3D激光扫描仪的仪器参数、预先确定出的分辨率参数智能化确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，具体的，该水平旋转控制参数包括所有采集点的数量，提高了采集点数量的确定准确性；进而通过该水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，同时在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作，通过对3D激光扫描仪的水平旋转电机以及垂直旋转电机的联动控制，使3D激光扫描仪能够精准采集到每个采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，有利于降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度，从而有利于提高点云数据的拼接效率。

在一个可选的实施例中，步骤105对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作之后，该方法还可以包括以下操作：

根据预先确定的预测点云数据，分析数据拼接结果，得到数据拼接结果与预测点云数据的数据匹配度，预测点云数据为对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作后预计得到的数据，数据拼接结果为对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作后得到的实际拼接结果；

当判断出数据匹配度表示数据拼接结果与预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值时，根据预测点云数据更新水平旋转控制参数，以根据更新后的水平旋转控制参数重新对3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作。

可见，在该可选的实施例中，能够根据预先确定的预测点云数据，智能化分析数据拼接结果，得到数据拼接结果与预测点云数据的数据匹配度，并在判断出数据匹配度表示数据拼接结果与预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值，确定当前确定出的水平旋转控制参数为不合格的参数，不能使该3D激光扫描仪符合水平旋转的重复精度和绝对精度要求，进而能够自动更新水平旋转控制参数，以根据更新后的水平旋转控制参数重新对3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，提高了确定出的水平旋转控制参数的参数准确性，从而提高了后续确定出的数据拼接结果的准确性和可靠性。

在另一个可选的实施例中，步骤102根据编码器整圈脉冲参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量方式具体可以包括以下操作：

根据分辨率参数，确定3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量取值范围；

在该数量取值范围内选取若干个待定数值；

计算预设的运算参数与每个待定数值的商，运算参数包括预设的运转度数以及编码器整圈脉冲参数；

从运算参数与每个待定数值的商中筛选出商的数值为有理数且为整数的目标商，以及确定每个目标商对应的目标数值，待定数值包括目标数值；

从确定出的所有目标商对应的目标数值中选取至少一个目标数值作为3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量。

可见，在该可选的实施例中，能够通过分配率参数、两个运算参数综合计算、筛选出符合要求的至少一个目标数值，提高了所有采集点的数量的确定准确性，一定程度上提高了后续通过该确定出的所有采集点的数量控制3D激光扫描仪运转时得到的点云数据的准确性。

实施例二

请参阅图2，图2是本发明实施例公开的另一种3D激光扫描仪的控制方法的流程示意图。其中，图2所描述的3D激光扫描仪的控制方法可以应用于3D激光扫描仪的控制装置中，本发明实施例不做限定。如图2所示，该3D激光扫描仪的控制方法可以包括以下操作：

201、获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，仪器参数包括3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数。

202、根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，水平旋转控制参数至少包括3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量。

本发明实施例中，上述根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数的方式具体可以包括以下操作：

根据编码器整圈脉冲参数及分辨率参数，确定3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所有采集点的数量以及水平旋转电机在水平旋转方向对应的运转度数，确定水平旋转电机运转时任意两个相邻的采集点之间的位点间距；

根据所有采集点的数量，确定3D激光扫描仪在位点间距下对应的脉冲参数；

其中，水平旋转控制参数还包括3D激光扫描仪在位点间距下对应的脉冲参数。

本发明实施例中，确定出的3D激光扫描仪在位点间距下对应的脉冲参数用于配置伺服驱动器，同时设置该伺服驱动器的控制模式为位置控制模式。

本发明实施例中，在完成所有采集点的数量确定、3D激光扫描仪水平旋转伺服系统的模式设置之后，会对该3D激光扫描仪的PID参数进行调整，之后对该3D激光扫描仪水平旋转的绝对精度和重复精度进行测试，具体重复精度对比的对比图请参照图7，绝对精度对比图请参照图8。

203、确定3D激光扫描仪的水平旋转电机对应的运转零点。

204、判断3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前是否处于运转零点所在的零点位置。

本发明实施例中，当步骤204的判断结果为否时，执行步骤205，当步骤204的判断结果为是时，执行步骤206。

205、控制水平旋转电机执行回零运动，以使水平旋转电机处于运转零点所在的零点位置。

206、根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点。

207、在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

本发明实施例中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；

208、对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

本发明实施例中，针对步骤201-步骤202以及步骤206-步骤208的其他描述请参阅实施例一中针对步骤101-步骤102以及步骤103-步骤105的其他具体描述，本发明实施例不再赘述。

可见，实施图2所描述的3D激光扫描仪的控制方法，在通过水平旋转控制参数控制水平旋转电机执行旋转操作之前，设置了回零验证步骤，确保水平旋转电机初始启动时处于回转零点的位置，减少因水平旋转电机初始启动时未处于回转零点的位置导致后续采集到的所有点云数据存在误差的情况发生，也即该回零验证步骤一定程度上提高了最终得到的所有点云数据的数据准确性和可靠性。

在一个可选的实施例中，水平旋转控制参数还包括位点间距，位点间距为任意两个相邻的采集点之间的位点间距，上述根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点的方式具体可以包括以下操作：

根据水平旋转控制参数，以位点间距为运转距离，结合预设的位置控制路径，控制水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置旋转至目标采集点；其中，水平旋转电机初始旋转时，当前位置为零点位置，水平旋转电机非初始旋转时，当前位置为目标采集点的上一个相邻采集点；

在控制水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置运转至目标采集点的过程中，方法还包括：

采集水平旋转电机在水平旋转方向上运转时的位置变更参数，位置变更参数包括水平旋转电机在水平旋转方向上运转时的运转阻力以及运转加速度；

根据运转阻力调整运转加速度，以使水平旋转电机的运转速度处于预设的运转速度阈值内。

在该可选的实施例中，由于是位置控制，3D激光扫描仪在实际运转过程中，相邻两个采集点之间的运动过程是先加速再减速的变速运动，再叠加预先确定的PID调节效应，以至于3D激光扫描仪的运转加速度也不是恒定的：如，当3D激光扫描仪的运转阻力增大时，3D激光扫描仪的运转加速度在PID调节下同步增大，当3D激光扫描仪的运转阻力变小时，3D激光扫描仪的运转加速度在PID调节下也会同步减小；因此3D激光扫描仪在工作过程中是做变加速运动的。由于PID参数调节至关重要，其关系到3D激光扫描仪的水平旋转的绝对精度和重复精度，能够直接影响3D激光扫描的测量精度，因此必须先将PID参数调节至最优，具体的，针对PID参数的调节界面图请参照图6，图6是本发明实施例公开的调节PID参数的界面示意图。

在该可选的实施例中，需要说明的是，在该PID参数中，P为比例，I为积分，D为微分。

可见，在该可选的实施例中，区别于传统方式的通过简单的对水平旋转电机以及垂直旋转电机的进行匀速控制，通过将水平旋转一周360°分为若干个采集点，且每个采集点之间的间距相同，为上述的位点间距对应的数值，能够保证在每个水平位置的采集点能够采集该采集点所对应的垂直面的所有点云数据，降低了后续对所有点云数据进行拼接的拼接难度；此外，还能够通过采集到的位置变更参数，根据水平旋转的重复精度要求以及绝对精度要求结合运转阻力，自动调整运转加速度，实现水平旋转电机的运转速度始终处于预设的运转速度阈值内，提高了水平旋转电机水平旋转时的重复精度以及绝对精度，进而有利于提高了3D激光扫描仪的测量精度。

在另一个可选的实施例中，在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，上述控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据的方式具体可以包括以下操作：

在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，生成该采集点对应的点云数据采集线程，点云数据采集线程用于采集该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；

根据预先设定的采集频率并结合点云数据采集线程，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设的垂直旋转方向对该采集点对应的垂直平面执行点云采集操作，得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

在该可选的实施例中，可选的，该方法还可以包括以下操作：

根据点云数据采集线程，判断水平旋转电机是否抵达截止运转位点，截止运转位点为水平旋转电机从运转零点出发，运转预设的总运转距离后抵达的位点；

当判断出水平旋转电机已抵达截止运转位点，且确定无需根据水平旋转控制参数控制水平旋转电机继续执行旋转操作时，触发执行上述的对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

在该可选的实施例中，可选的，该方法还可以包括以下操作：

根据点云数据采集线程，判断水平旋转电机当前的迭代次数是否等于预设迭代阈值，水平旋转电机当前的迭代次数为水平旋转电机每抵达一个采集点且确认完成该采集点对应的垂直平面内所有点云数据的点云采集操作后更新该迭代次数；

当判断出水平旋转电机当前的迭代次数等于预设迭代阈值时，触发执行上述的对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

在该可选的实施例中，为了便于理解，针对该3D激光扫描仪的运转步骤进行说明：

初始启动3D激光扫描仪时，会控制水平旋转电机先寻找零点，做回零运动；找到零点后，逆时针旋转，向确定出的所有采集点中设定的第一个采集点的点位运动；当到达设定的第一个点位后，短暂停顿(约100ms)；此时，3D激光扫描仪的垂直旋转电机在该100ms内通过设定的旋转频率对该采集点的垂直平面的所有点云数据进行采集，同时，每当旋转到一个新的采集位置程序会新创建一个线程，通过该线程判断步骤垂直旋转电机是否完成垂直面内一整圈的旋转，若是，则将本采集位高精度激光测距仪所采集的点云信息快速地存储到内存中，然后给主线程发送完成信号，让主线程继续下一步操作，而自身继续将内存中的数据存储到硬盘中，存储完成后释放内存等资源并销毁自身。主线程收到采集存储数据线程发来的“完成”信号后，控制水平旋转电机继续向下一个位置运动。若否，则延长该停顿时间，以及控制垂直旋转电机继续在该采集点所对应的垂直平面执行点云数据采集操作直至确定垂直旋转电机完成垂直面内一整圈的旋转。

可见，在该可选的实施例中，通过设置好针对每个采集点的点云数据采集线程，能够确保采集到每个采集点所对应的垂直面所有的点云数据，降低了后续对所有点云数据执行拼接操作时出错的概率。

实施例三

请参阅图3，图3是本发明实施例公开的一种3D激光扫描仪的控制装置的结构示意图。其中，该3D激光扫描仪的控制装置可以是3D激光扫描仪的控制终端、3D激光扫描仪的控制设备、3D激光扫描仪的控制系统或者3D激光扫描仪的控制服务器，3D激光扫描仪的控制服务器可以是本地服务器，也可以是远端服务器，还可以是云服务器(又称云端服务器)，当3D激光扫描仪的控制服务器为非云服务器时，该非云服务器能够与云服务器进行通信连接，本发明实施例不做限定。如图3所示，该3D激光扫描仪的控制装置可以包括获取模块301、确定模块302、第一控制模块303第二控制模块304以及拼接模块305，其中：

获取模块301，用于获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，仪器参数包括3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数。

确定模块302，用于根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，水平旋转控制参数至少包括3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量。

第一控制模块303，用于根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点。

第二控制模块304，用于在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点。

拼接模块305，用于对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

本发明实施例中，所有采集点的数量满足以下运算条件：

预设的运转度数与所有采集点的数量的商对应的数值为有理数，且编码器整圈脉冲参数与所有采集点的数量的商对应的数值为整数，运转度数为预先确定的水平旋转电机在水平旋转方向对应的运转度数。

本发明实施例中，确定模块302根据仪器参数及分辨率参数确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数的方式具体包括：

根据编码器整圈脉冲参数及分辨率参数，确定3D激光扫描仪在水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所有采集点的数量以及水平旋转电机在水平旋转方向对应的运转度数，确定水平旋转电机运转时任意两个相邻的采集点之间的位点间距；

根据所有采集点的数量，确定3D激光扫描仪在位点间距下对应的脉冲参数；

其中，水平旋转控制参数还包括3D激光扫描仪在位点间距下对应的脉冲参数。

可见，实施如图3所示的3D激光扫描仪的控制装置，能够综合3D激光扫描仪的仪器参数、预先确定出的分辨率参数智能化确定3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，具体的，该水平旋转控制参数包括所有采集点的数量，提高了采集点数量的确定准确性；进而通过该水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，同时在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作，通过对3D激光扫描仪的水平旋转电机以及垂直旋转电机的联动控制，使3D激光扫描仪能够精准采集到每个采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，有利于降低3D激光扫描仪采集到的点云数据的拼接处理难度，从而有利于提高点云数据的拼接效率。

在一个可选的实施例中，确定模块302，还用于在第一控制模块303根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点之前，确定3D激光扫描仪的水平旋转电机对应的运转零点。

如图4所示，该装置还可以包括判断模块306，其中：

判断模块306，用于判断3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前是否处于确定模块302确定出的运转零点所在的零点位置；当判断出3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前处于运转零点所在的零点位置时，触发第一控制模块303执行上述的根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点的操作。

第一控制模块303，还用于当判断模块306判断出3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前未处于运转零点所在的零点位置时，控制水平旋转电机执行回零运动，以使水平旋转电机处于运转零点所在的零点位置。

可见，实施如图4所示的3D激光扫描仪的控制装置，在通过水平旋转控制参数控制水平旋转电机执行旋转操作之前，设置了回零验证步骤，确保水平旋转电机初始启动时处于回转零点的位置，减少因水平旋转电机初始启动时未处于回转零点的位置导致后续采集到的所有点云数据存在误差的情况发生，也即该回零验证步骤一定程度上提高了最终得到的所有点云数据的数据准确性和可靠性。

在另一个可选的实施例中，水平旋转控制参数还包括位点间距，位点间距为任意两个相邻的采集点之间的位点间距，第一控制模块303根据水平旋转控制参数控制3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制3D激光扫描仪依次旋转至每个采集点的方式具体包括：

根据水平旋转控制参数，以位点间距为运转距离，结合预设的位置控制路径，控制水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置旋转至目标采集点；其中，水平旋转电机初始旋转时，当前位置为零点位置，水平旋转电机非初始旋转时，当前位置为目标采集点的上一个相邻采集点。

如图4所示，该装置还可以包括采集模块307、调整模块308，其中：

采集模块307，用于在控制水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置运转至目标采集点的过程中，采集水平旋转电机在水平旋转方向上运转时的位置变更参数，位置变更参数包括水平旋转电机在水平旋转方向上运转时的运转阻力以及运转加速度。

调整模块308，用于根据运转阻力调整运转加速度，以使水平旋转电机的运转速度处于预设的运转速度阈值内。

可见，实施如图4所示的3D激光扫描仪的控制装置，能够区别于传统方式的通过简单的对水平旋转电机以及垂直旋转电机的进行匀速控制，通过将水平旋转一周360°分为若干个采集点，且每个采集点之间的间距相同，为上述的位点间距对应的数值，能够保证在每个水平位置的采集点能够采集该采集点所对应的垂直面的所有点云数据，降低了后续对所有点云数据进行拼接的拼接难度；此外，还能够通过采集到的位置变更参数，根据水平旋转的重复精度要求以及绝对精度要求结合运转阻力，自动调整运转加速度，实现水平旋转电机的运转速度始终处于预设的运转速度阈值内，提高了水平旋转电机水平旋转时的重复精度以及绝对精度，进而有利于提高了3D激光扫描仪的测量精度。

在又一个可选的实施例中，第二控制模块304在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据的方式具体包括：

在3D激光扫描仪旋转至任一采集点时，生成该采集点对应的点云数据采集线程，点云数据采集线程用于采集该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；

根据预先设定的采集频率并结合点云数据采集线程，控制3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设的垂直旋转方向对该采集点对应的垂直平面执行点云采集操作，得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

在该可选的实施例中，可选的，判断模块306，还用于根据点云数据采集线程，判断水平旋转电机是否抵达截止运转位点，截止运转位点为水平旋转电机从运转零点出发，运转预设的总运转距离后抵达的位点；当判断模块306判断出水平旋转电机已抵达截止运转位点，且确定无需根据水平旋转控制参数控制水平旋转电机继续执行旋转操作时，触发拼接模块305执行上述的对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

可见，实施如图4所示的3D激光扫描仪的控制装置，通过设置好针对每个采集点的点云数据采集线程，能够确保采集到每个采集点所对应的垂直面所有的点云数据，降低了后续对所有点云数据执行拼接操作时出错的概率。

在另一个可选的实施例中，该装置还可以包括分析模块309、更新模块310，其中：

分析模块309，用于在拼接模块305对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作之后，根据预先确定的预测点云数据，分析数据拼接结果，得到数据拼接结果与预测点云数据的数据匹配度，预测点云数据为对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作后预计得到的数据，数据拼接结果为对所有采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作后得到的实际拼接结果。

更新模块310，用于当判断出数据匹配度表示数据拼接结果与预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值时，根据预测点云数据更新确定模块302确定出的水平旋转控制参数，以根据更新后的水平旋转控制参数重新对3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作。

可见，实施如图4所示的3D激光扫描仪的控制装置，能够根据预先确定的预测点云数据，智能化分析数据拼接结果，得到数据拼接结果与预测点云数据的数据匹配度，并在判断出数据匹配度表示数据拼接结果与预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值，确定当前确定出的水平旋转控制参数为不合格的参数，不能使该3D激光扫描仪符合水平旋转的重复精度和绝对精度要求，进而能够自动更新水平旋转控制参数，以根据更新后的水平旋转控制参数重新对3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，提高了确定出的水平旋转控制参数的参数准确性，从而提高了后续确定出的数据拼接结果的准确性和可靠性。

实施例四

请参阅图5，图5是本发明实施例公开的又一种3D激光扫描仪的控制装置的结构示意图。如图5所示，该3D激光扫描仪的控制装置可以包括：

存储有可执行程序代码的存储器401；

与存储器401耦合的处理器402；

处理器402调用存储器401中存储的可执行程序代码，执行本发明实施例一或本发明实施例二所描述的3D激光扫描仪的控制方法中的步骤。

实施例五

本发明实施例公开了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括存储了计算机程序的非瞬时性计算机存储介质，且该计算机程序可操作来使计算机执行实施例一或实施例二中所描述的3D激光扫描仪的控制方法中的步骤。

以上所描述的装置实施例仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施例的具体描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式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。基于这样的理解，上述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软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机存储介质中,存储介质包括只读存储器(Read-OnlyMemory，ROM)、随机存储器(Random Access Memory，RAM)、可编程只读存储器(Programmable Read-only Memory，PROM)、可擦除可编程只读存储器(ErasableProgrammable Read Only Memory，EPROM)、一次可编程只读存储器(One-timeProgrammable Read-Only Memory，OTPROM)、电子抹除式可复写只读存储器(Electrically-Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。

最后应说明的是：本发明实施例公开的一种3D激光扫描仪的控制方法及装置所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各项实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应的技术方案的本质脱离本发明各项实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，所述仪器参数包括所述3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数；

根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，所述水平旋转控制参数至少包括所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点；

在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，所述3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；

对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

2.根据权利要求1所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点之前，所述方法还包括：

确定所述3D激光扫描仪的水平旋转电机对应的运转零点；

判断所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前是否处于所述运转零点所在的零点位置；

当判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前未处于所述运转零点所在的零点位置时，控制所述水平旋转电机执行回零运动，以使所述水平旋转电机处于所述运转零点所在的零点位置；

当判断出所述3D激光扫描仪的水平旋转电机在初始旋转之前处于所述运转零点所在的零点位置时，触发执行所述的根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点的步骤。

3.根据权利要求2所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述水平旋转控制参数还包括位点间距，所述位点间距为任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距，所述根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点，包括：

根据所述水平旋转控制参数，以所述位点间距为运转距离，结合预设的位置控制路径，控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置旋转至目标采集点；其中，所述水平旋转电机初始旋转时，所述当前位置为所述零点位置，所述水平旋转电机非初始旋转时，所述当前位置为所述目标采集点的上一个相邻采集点；

在控制所述水平旋转电机按照预设的水平旋转方向由当前位置运转至所述目标采集点的过程中，所述方法还包括：

采集所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的位置变更参数，所述位置变更参数包括所述水平旋转电机在所述水平旋转方向上运转时的运转阻力以及运转加速度；

根据所述运转阻力调整所述运转加速度，以使所述水平旋转电机的运转速度处于预设的运转速度阈值内。

4.根据权利要求3所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据，包括：

在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，生成该采集点对应的点云数据采集线程，所述点云数据采集线程用于采集该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；

根据预先设定的采集频率并结合所述点云数据采集线程，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预设的垂直旋转方向对该采集点对应的垂直平面执行点云采集操作，得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据。

5.根据权利要求4所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

根据所述点云数据采集线程，判断所述水平旋转电机是否抵达截止运转位点，所述截止运转位点为所述水平旋转电机从所述运转零点出发，运转预设的总运转距离后抵达的位点；

当判断出所述水平旋转电机已抵达所述截止运转位点，且确定无需根据所述水平旋转控制参数控制所述水平旋转电机继续执行所述旋转操作时，触发执行所述的对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

6.根据权利要求3-5任一项所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，包括：

根据所述编码器整圈脉冲参数及所述分辨率参数，确定所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

根据所有所述采集点的数量以及所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数，确定所述水平旋转电机运转时任意两个相邻的所述采集点之间的位点间距；

根据所有所述采集点的数量，确定所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数；

其中，所述水平旋转控制参数还包括所述3D激光扫描仪在所述位点间距下对应的脉冲参数。

7.根据权利要求6所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所述对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作之后，所述方法还包括：

根据预先确定的预测点云数据，分析数据拼接结果，得到所述数据拼接结果与所述预测点云数据的数据匹配度，所述预测点云数据为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有所述点云数据执行所述拼接操作后预计得到的数据，所述数据拼接结果为对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行所述拼接操作后得到的实际拼接结果；

当判断出所述数据匹配度表示所述数据拼接结果与所述预测点云数据的匹配度低于预设匹配阈值时，根据所述预测点云数据更新所述水平旋转控制参数，以根据更新后的所述水平旋转控制参数重新对所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行所述旋转操作。

8.根据权利要求1、2、3、4、5或7所述的一种3D激光扫描仪的控制方法，其特征在于，所有所述采集点的数量满足以下运算条件：

预设的运转度数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为有理数，且所述编码器整圈脉冲参数与所有所述采集点的数量的商对应的数值为整数，所述运转度数为预先确定的所述水平旋转电机在所述水平旋转方向对应的运转度数。

9.一种3D激光扫描仪的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取模块，用于获取待控制的3D激光扫描仪的仪器参数以及预先确定出的水平旋转方向所对应的分辨率参数，所述仪器参数包括所述3D激光扫描仪的编码器整圈脉冲参数；

确定模块，用于根据所述仪器参数及所述分辨率参数确定所述3D激光扫描仪对应的水平旋转控制参数，所述水平旋转控制参数至少包括所述3D激光扫描仪在所述水平旋转方向上的所有采集点的数量；

第一控制模块，用于根据所述水平旋转控制参数控制所述3D激光扫描仪的水平旋转电机执行旋转操作，以控制所述3D激光扫描仪依次旋转至每个所述采集点；

第二控制模块，用于在所述3D激光扫描仪旋转至任一所述采集点时，控制所述3D激光扫描仪的垂直旋转电机按照预先设定的采集频率执行点云采集操作得到该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据；其中，在该采集点对应的垂直平面内的所有点云数据采集完毕之后，所述3D激光扫描仪旋转至该采集点的下一个采集点；

拼接模块，用于对所有所述采集点对应的垂直平面内的所有点云数据执行拼接操作。

10.一种3D激光扫描仪的控制装置，其特征在于，所述装置包括：

存储有可执行程序代码的存储器；

与所述存储器耦合的处理器；

所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，执行如权利要求1-8任一项所述的3D激光扫描仪的控制方法。