CN117930227A - 基于雷达数据融合的三维扫描系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于雷达数据融合的三维扫描系统。包括数据处理模块和至少两个雷达本体，雷达本体装在容器安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物扫描，以获取并根据参照点云数据确定出自身安装位姿信息；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据上传至数据处理模块；数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于获取并根据所有物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。本发明利用至少两个扫描雷达，协同配合，能获取容器内高精度料面扫描数据，获得物料精密参数。

Description

基于雷达数据融合的三维扫描系统

技术领域

本发明涉及三维扫描系统技术领域，特别是涉及一种基于雷达数据融合的三维扫描系统。

背景技术

目前，容器(如料仓、储罐)内物料表面的三维形态大多通过一台3D扫描雷达来进行测量。然而，受限于雷达本身在单个检测周期内的扫描信号个数，现有3D扫描雷达存在难以兼顾扫描分辨率和扫描效率的问题。

具体来说，图1是一种现有3D扫描雷达的扫描过程示意图，如图1所示，现有3D扫描雷达在一个检测周期内一般采用类似于在原扫描信号Q1和原扫描信号Q2之间增设扫描信号Q1’，和/或在原扫描信号Q2和原扫描信号Q3之间增设扫描信号Q2’等方式，直接提高3D扫描雷达的扫描分辨率。

然而，在3D扫描雷达的检测范围(比如图1中原扫描信号Q1和原扫描信号Q3之间的空间区域)不变的前提下，削减相邻两个扫描信号之间的角度差的同时增加扫描信号的个数，固然能够显著提升扫描分辨率，却也会极大增加3D扫描雷达的扫描总时间(即3D扫描雷达扫描完整个检测范围所需的一个检测周期的时间)，增加3D扫描雷达的作业时间成本，致使3D扫描雷达的扫描效率低下。与之相反，若通过减少扫描信号个数(比如，将图1中处于原扫描信号Q1和原扫描信号Q3之间的原扫描信号Q2削减掉)的方式来提升3D扫描雷达的扫描效率，则会抑制3D扫描雷达的扫描分辨率。

有鉴于此，亟需一种能够兼顾扫描分辨率和扫描效率的三维扫描系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，旨在解决单台3D扫描雷达存在难以兼顾扫描分辨率和扫描效率的问题，在同一容器的安装面上设置至少两个雷达本体，协同配合获取容器内高精度物料扫描数据、图像等。

为实现本发明的目的所采用的一种技术方案是：

一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，包括数据处理模块和至少两个雷达本体；

每一雷达本体，装设在容器的安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取并根据参照点云数据确定出自身的安装位姿信息；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据上传至数据处理模块；

数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于获取并根据所有物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

可选地，所述安装位姿信息至少包括精确安装点的坐标点，或者安装角度偏差中的一种。

可选地，每一所述雷达本体通过以下方式确定自身的精确安装点的坐标点：

设置一个预设平面；

所述雷达本体以所述精确安装点为第一原点，将预设方向作为初始x或y坐标轴的正方向，在所述预设平面建立初始二维坐标系，以获得全部所述参照点云数据在所述初始二维坐标系下的投影坐标；

所述雷达本体根据全部所述投影坐标，确定出所述预设平面中心点在所述初始二维坐标系下的中心坐标；

所述雷达本体重新以所述预设平面中心点为第二原点，将所述预设方向作为标准x或y坐标轴的正方向，在所述预设平面建立标准二维坐标系，并将所述精确安装点的坐标和全部所述投影坐标转换至所述标准二维坐标系下，以根据所述精确安装点在所述标准二维坐标系下的坐标和第二原点坐标，确定所述精确安装点与所述预设平面中心点的相对位置；

根据所述预设平面与所述雷达本体实际安装面之间的关系，解析出所述雷达本体的精确安装点的坐标点；

其中，所述标准二维坐标系被配置为至少用于所述雷达本体对所述容器内所述物料的表面三维形态的测量过程。

可选地，每一所述雷达本体通过以下方式确定自身的安装角度偏差：

根据标准二维坐标系下的全部投影转换坐标，确定出参照点云所围图形的主轴方向，进而根据主轴方向与预设方向的角度差，解析出雷达本体相较于预设平面的偏转方向；

将参照点云数据在雷达本体的轴向平面上进行轴向投影，以获取轴向投影的中轴线与预设平面的法线之间的夹角；

根据雷达本体相较于预设平面的偏转方向以及轴向投影的中轴线与预设平面的法线之间的夹角，确定雷达本体与预设平面之间的方位角；

根据预设平面与雷达本体实际安装面之间的关系，解析出雷达本体的安装角度偏差。

可选地，所述基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据，包括：

在初始二维坐标系和标准二维坐标系的基础上，对应建立初始三维坐标系和标准三维坐标系；

根据精确安装点和预设平面中心点的相对位置，确定初始三维坐标系和标准三维坐标系之间的点云转换参数；

通过点云转换参数和安装角度偏差将初始三维坐标系下的物料点云数据转换为标准三维坐标系下的物料校准点云数据。

可选地，所述预设平面与所述雷达本体实际安装面之间的关系至少包括所述预设平面为所述雷达本体的实际安装面、所述预设平面与所述雷达本体的实际安装面平行、所述预设平面与所述雷达本体的实际安装面呈已知角度中的一种。

可选地，所述预设方向为所述雷达本体的安装方向；或是所述雷达本体具有方位测量功能，此情况下，所述预设方向为所述雷达本体测得的方位方向。

可选地，所述雷达本体采用三维扫描雷达，至少包括三维微波扫描雷达和/或三维激光扫描雷达，每一所述雷达本体包括：

多角度测量模块，在测量容器内物料表面的三维形态之前，用于从多个角度发出第一测量信号扫描所述位姿参照物，并接收多个角度的所述第一测量信号经所述位姿参照物至少一次反射所形成的多个第一回射信号；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，用于从多个角度发出第二测量信号扫描物料表面，并接收多个角度的第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的多个第二回射信号；

处理模块，用于获取多个所述第一回射信号，以解析出所述参照点云数据，进而根据所述参照点云数据至少确定出每一所述雷达本体的所述安装位姿信息；以及，用于获取多个所述第二回射信号，以解析出物料点云数据，进而基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据并上传至所述数据处理模块。

可选地，所述多角度测量模块包括信号收发模块和运动模块；

所述信号收发模块，设置在所述运动模块上，在测量容器内物料表面的三维形态之前，用于发射所述第一测量信号，以使所述第一测量信号经所述位姿参照物至少一次反射所形成的所述第一回射信号被所述信号收发模块所接收；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，用于发射所述第二测量信号，以使所述第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的所述第二回射信号被信号收发模块所接收；

所述运动模块，用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，按照预设运动逻辑带动所述信号收发模块沿第一设定方向对预设角度范围内的所述位姿参照物进行扫描；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，按照设定运动逻辑带动所述信号收发模块沿第二设定方向对所述设定范围内的物料表面进行扫描；

所述处理模块，分别连接所述信号收发模块和所述运动模块，用于控制所述运动模块按照所述预设运动逻辑或所述设定运动逻辑进行运动；以及，生成检测控制信号，以使所述信号收发模块基于所述检测控制信号发射所述第一测量信号；以及，在所述运动模块带动所述信号收发模块对所述位姿参照物的扫描过程中，接收所述信号收发模块上传的各个所述第一回射信号，以获取所述参照点云数据，进而根据所述参照点云数据至少确定出所述安装位姿信息；以及，生成扫描控制信号，以使信号收发模块基于所述扫描控制信号发射第二测量信号；以及，在运动模块带动信号收发模块对物料表面的扫描过程中，接收信号收发模块上传的各个第二回射信号，以获取物料点云数据；以及，基于安装位姿信息对物料点云数据进行校准，以生成物料校准点云数据并上传至所述数据处理模块。

为实现本发明的目的所采用的另一种技术方案是：

一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，包括数据处理模块和至少两个雷达本体；

每一雷达本体，装设在容器的安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取参照点云数据并上传至所述数据处理模块；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于设定扫描逻辑对设定范围内的物料表面进行扫描，以获取物料点云数据并上传至所述数据处理模块；

数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于根据各个雷达本体上传的参照点云数据对应确定出每一雷达本体的安装位姿信息；以及，基于每一雷达本体的安装位姿信息对对应的雷达本体所测得的物料点云数据进行校准，生成多组物料校准点云数据；以及，根据全部物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

本发明所提供的基于雷达数据融合的三维扫描系统，首先在测量容器内物料表面的三维形态之前，利用至少两个雷达本体分别基于对应的预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取并根据参照点云数据确定出各个雷达本体的安装位姿信息；然后在测量容器内物料表面的三维形态过程中，由每一雷达本体基于自身的安装位姿信息对各自测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，进而生成物料校准点云数据并上传至数据处理模块；最终由数据处理模块根据所有物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

可以理解的是，本发明通过至少两个雷达本体的应用，能够自主设定每个雷达本体扫描物料区域的设定范围，适应性调整单个雷达本体的扫描范围，相较于通过一台3D扫描雷达测量全部物料表面三维形态的技术方案，如本申请这样设置可以通过调整每一雷达本体在单个检测周期内的扫描信号个数，平衡整个三维扫描系统的扫描分辨率和扫描效率。

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是现有3D扫描雷达的扫描过程示意图。

图2是是本发明实施例提供的基于雷达数据融合的三维扫描系统的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的一种具有安装位姿自确定功能的雷达本体的安装示意图。

图4是本发明实施例提供的一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

图5是本发明实施例提供的另一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

图6是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

图7是本发明实施例提供的一种雷达本体的结构示意图。

图8是本发明实施例提供的一种雷达本体确定精确安装点的坐标点的方法流程图。

图9是本发明实施例提供的一种坐标系变换示意图。

图10是本发明实施例提供的另一种雷达本体确定精确安装点的坐标点的方法流程图。

图11是本发明实施例提供的基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据的方法流程图。

图12是本发明实施例提供的另一种坐标系变换示意图。

图13是本发明实施例提供的一种雷达本体的安装角度偏差的确定方法流程图。

图14是本发明实施例提供的一种非竖直安装工况下雷达本体形成的全部参照点云所围图形的示意图。

图15是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

图16是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

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的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，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”等是用于区别类似的对象，而不必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，以便这里描述的本发明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。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，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、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

正如背景技术中提到的，目前绝大多数现场的物料监测过程往往是通过单台3D扫描雷达实现的。在实际应用过程中，由于3D扫描雷达监测的范围(即料面)是基本固定的，因此，若增加3D扫描雷达在单个检测周期内的扫描信号个数来提高其扫描分辨率，势必会延长其检测周期；相反地，若削减3D扫描雷达在单个检测周期内的扫描信号个数来缩短其检测周期，又势必会降低其扫描分辨率。

基于此，发明人提出在同一容器的安装面上设置多个雷达本体，通过多个雷达本体的协同配合来获取容器内高精度物料扫描数据、图像的总体发明构思。基于该总体发明构思，当同一容器的安装面上设置有多个雷达本体时，各个雷达本体可以对应负责不同物料表面区域的扫描工作，这样一来，单个雷达本体的扫描范围得以缩小，用户能够基于实际应用需求，在不降低三维扫描系统的扫描分辨率的基础上，通过调整每一雷达本体的扫描信号个数来缩短三维扫描系统的检测周期。

然而，发明人在根据前述总体发明构思搭建实际三维扫描系统试验后发现，各个雷达本体扫描出的点云所围成的物料表面并不是“错落有致”、“泾渭分明”分布的，而是不同雷达本体所形成的点云有的相互分层，有的“犬牙差互”，基本不能实现点云数据的直接融合。由此，发明人经过仔细研究发现，产生该现象的原因具体如下：

一方面，实际三维扫描系统安装完成后，各个雷达本体的安装位置不同且无法进行自确认，各个雷达本体的安装位置完全依赖于现场人员的手动测量，实施难度大，精度低，该低精度的安装位置会影响雷达本体的测量精度。

具体而言，受限于现场的实际安装条件，一般料仓、储罐等容器顶部往往会存在很多其它设备，比如皮带、进料装置、除尘装置或其它遮挡设备，在这些情况下，料仓、储罐等容器顶部也没法标注中心位置，这就导致在料仓、储罐等容器顶部安装雷达本体后，现场人员需要手动丈量雷达本体离容器中心或离容器各边的距离，以借此获取单个雷达本体的安装位置，实施难度高且无法得到准确的丈量结果，从而使得各个雷达本体的安装坐标点不精确，导致换算的料面三维坐标不准确，最终严重影响检测精度。

另一方面，在实际应用过程中，雷达本体的安装位置处或周围可能存在人梯或管道等障碍物、容器的安装面不平等情况，这就使得三维扫描系统安装完成后，各个雷达本体的安装姿态不一致且大概率非竖直设置。

但是，在雷达本体执行测量时会默认自身竖直安装，所以从雷达本体的角度来说，容器和物料都是“倾斜”的；反而言之，雷达本体测量所形成的点云数据相较于实际物料存在一定的角度偏差，这样雷达本体换算的料面三维坐标不准确，雷达本体基于不准确的料面三维坐标确定出的料面形态及参数误差很大，最终严重影响检测精度。

有鉴于此，本申请提出一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，以克服背景技术和前述总体发明构思所存在的技术问题，实现容器内物料的高精度测量。

以两个雷达本体为例进行说明，图2是本发明实施例提供的基于雷达数据融合的三维扫描系统的结构示意图。本发明实施例提供的基于雷达数据融合的三维扫描系统，包括数据处理模块40和至少两个雷达本体10。

每一雷达本体10，装设在容器20的安装面上，至少用于在测量容器内物料30的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取并根据参照点云数据确定出自身的安装位姿信息；以及，在测量容器内物料30表面的三维形态过程中，基于得到的安装位姿信息对测得的物料30表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据上传至数据处理模块40；

数据处理模块40，与每个所述雷达本体10建立通讯连接，至少用于获取并根据所有物料校准点云数据，解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

其中，雷达本体与数据处理模块之间的通讯可以是4G/5G、wifi、蓝牙等无线通讯方式，也可以是网线、光纤等有线通讯方式。数据处理模块可以集成在任一雷达本体中，也可以是自成一体的服务器、计算机、工控机、单片机、片上系统等。物料精密参数可以是最高料位、最低料位、平均料位、物料体积、物料质量、物料密度等。

本申请中，位姿参照物可以但不限于是容器20内部的、位置基本保持不变的部件，例如容器内壁、管路、人梯等；参照点云数据可以是指位姿参照物的点云数据；物料校准点云数据可以是指经过安装位姿信息校准后的、物料表面上设定范围内的物料点云数据。

本申请中，雷达本体可以是两个或是两个以上，每个雷达本体对物料表面的扫描范围(即每一雷达本体对应的设定范围)可以是重叠或是不重叠；在不重叠扫描的情况下，所有雷达本体的扫描范围可以正好覆盖待扫描的物料表面，即每个雷达本体的扫描范围在公共边界处相接，以实现对整体物料表面的全覆盖扫描。

本申请中，当位姿参照物选为容器内壁时，在测量物料30的表面三维形态之前，雷达本体10可以沿第五设定方向对第五预设角度范围内的容器20的内壁进行多点扫描，以获取并根据第五预设角度范围内内壁的点云数据，至少确定出雷达本体10的安装位姿信息。

其中，所述的雷达本体10的安装位姿信息至少包括雷达本体10的精确安装点的坐标点，或者雷达本体10的安装角度偏差中的一种。

所述的雷达本体10可以采用三维扫描雷达，可以根据测量原理分为三维微波扫描雷达、三维激光扫描雷达等；与之对应，雷达本体10获取的点云数据可以具体为微波点云数据、激光点云数据等。

所述的雷达本体10的安装位置可以是容器20的任一位置，例如可以是容器20的顶部位置(即前述容器20的仓顶)，优选的，在同一容器顶部不同安装位置处安装两个或两个以上雷达本体。所述的容器20可以是能够承载物料30的罐体及仓体，或者其他类似的仪器或部件，例如可以是生产设备中的反应罐、储料仓等组件。所述的物料30的状态可以为固态、固液粘稠的混合态等。

继续以位姿参照物是容器内壁为例对预设扫描逻辑进行说明，在一些具体的实施方式中，雷达本体10对容器内壁执行多点扫描的具体方式可以有多种。图3是本发明实施例提供的一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图，图4是本发明实施例提供的另一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图，图5是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图，图15是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图，图16是本发明实施例提供的又一种雷达本体对容器内壁的多点扫描轮廓图。

具体来说，图4中容器20的外形为圆柱体，设定方向是顺时针方向，预设角度范围为360°，扫描轮廓为椭圆形；图5中容器20的外形为长方体，设定方向是逆时针方向，预设角度范围为360°，扫描轮廓为矩形；图6中容器20的外形为圆柱体，设定方向是顺时针方向，扫描轮廓包括三个部分，每个部分的扫描轮廓所对应的角度范围均为60°(即图6示出的角α、角β和角γ)；图15中容器20的外形为圆柱体，设定方向是顺时针方向，预设角度范围为360°，扫描轮廓的横截面为圆形；图16中容器20的外形为圆柱体，设定方向是顺时针方向，预设角度范围为360°，扫描轮廓为圆形。

可以理解的是，当容器20的外形较为标准(例如图4所示的圆柱体容器或者图5所示的长方体容器)时，雷达本体10也可以仅扫描容器20的部分范围(该范围可以根据容器外形适应性选取，例如容器20的1/4、1/2等)，进而通过轴对称或中心对称等方式获得整个容器内壁的点云数据，最终根据这些参照点云数据至少确定出雷达本体10的安装位姿信息。

当然，在另一些具体的实施方式中，容器20的外形可以是非规则的，或者第五设定方向可以非规律变化，或者扫描轮廓可以包括多个部分，并且每个部分的扫描轮廓所对应的角度范围可以完全相同、不完全相同或者完全不相同。

综上所述，本发明所提供的基于雷达数据融合的三维扫描系统，首先在测量容器内物料表面的三维形态之前，利用至少两个雷达本体分别基于对应的预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取并根据参照点云数据确定出各个雷达本体的安装位姿信息；然后在测量容器内物料表面的三维形态过程中，由每一雷达本体基于自身的安装位姿信息对各自测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，进而生成物料校准点云数据并上传至数据处理模块；最终由数据处理模块根据所有物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

可以理解的是，本发明通过至少两个雷达本体的应用，能够自主设定每个雷达本体扫描物料区域的设定范围，适应性调整单个雷达本体的扫描范围，相较于通过一台3D扫描雷达测量全部物料表面三维形态的技术方案，如本申请这样设置可以通过调整每一雷达本体在单个检测周期内的扫描信号个数，平衡整个三维扫描系统的扫描分辨率和扫描效率。

除此以外，本申请这样设置，可以在现场容器顶部存在遮挡设备的工况条件下，无需进行人工丈量，而是直接通过雷达本体自确认出其精确安装点的坐标点，有效克服了现有人工通过现场丈量容器中心或容器各边与雷达本体之间距离，进而获取雷达本体安装坐标点的方式，所存在的执行难度高，人工丈量误差大，从而导致安装坐标点不精确，雷达本体换算的料面三维坐标不准确，雷达本体的检测精度差等技术问题；而且，即便雷达本体受其安装位置处或周围存在的人梯或管道等障碍物、容器的安装面不平等因素影响，而产生雷达本体的安装为非竖直向下，存在一定的角度偏差的情况，本申请也能通过雷达本体自确认出其安装角度偏差，有利于提高雷达本体换算的料面三维坐标精度，以及雷达本体的检测精度。

需要说明的是，图2-图6、图15、图16均示例性示出了雷达本体10安装在容器20的顶部，不作为对本发明实施例的限制。

在上述实施例的基础上，下面对雷达本体的具体结构进行说明，不对本发明实施例构成限定。图7是本发明实施例提供的一种雷达本体的结构示意图。参见图7，可选地，每一雷达本体包括多角度测量模块110和处理模块120；在测量容器内物料表面的三维形态之前，多角度测量模块110用于从多个角度发出第一测量信号扫描位姿参照物，并接收多个角度的第一测量信号经位姿参照物至少一次反射所形成的多个第一回射信号；处理模块120获取多个第一回射信号，以解析出参照点云数据，进而根据参照点云数据至少确定出每一雷达本体的安装位姿信息。

在一种实施方式中，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，多角度测量模块110还用于从多个角度发出第二测量信号扫描物料表面，并接收多个角度的第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的多个第二回射信号；处理模块120，还用于获取多个第二回射信号，以解析出物料点云数据，进而基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据并上传至数据处理模块。

可选地，多角度测量模块110包括信号收发模块111和运动模块112；信号收发模块111，设置在运动模块112上，在测量容器内物料表面的三维形态之前，用于发射第一测量信号，以使第一测量信号经位姿参照物至少一次反射所形成的第一回射信号被信号收发模块111所接收；运动模块112，用于按照预设运动逻辑带动信号收发模块111沿第一设定方向对预设角度范围内的位姿参照物进行扫描；处理模块120，分别连接信号收发模块111和运动模块112，用于控制运动模块112按照预设运动逻辑进行运动；以及，生成检测控制信号，以使信号收发模块111基于检测控制信号发射第一测量信号；以及，在运动模块112带动信号收发模块111对位姿参照物的扫描过程中，接收信号收发模块111上传的各个第一回射信号，以获取参照点云数据，进而根据参照点云数据至少确定出安装位姿信息。

可选的，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，信号收发模块111，还用于发射第二测量信号，以使第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的第二回射信号被信号收发模块所接收，运动模块112，还用于按照设定运动逻辑带动信号收发模块沿第二设定方向对设定范围内的物料表面进行扫描；处理模块120，还用于控制运动模块按照设定运动逻辑进行运动；以及，生成扫描控制信号，以使信号收发模块基于扫描控制信号发射第二测量信号；以及，在运动模块带动信号收发模块对物料表面的扫描过程中，接收信号收发模块上传的各个第二回射信号，以获取物料点云数据；以及，基于安装位姿信息对物料点云数据进行校准，以生成物料校准点云数据并上传至数据处理模块。

可选地，所述第一测量信号、第二测量信号为微波信号和激光信号中的一种。

其中，当雷达本体为三维微波扫描雷达时，信号收发模块111可以是任一种微波传感器或多个微波传感器组成的模组，此时，第一测量信号、第二测量信号和第一回射信号、第二回射信号均为微波信号；当雷达本体为三维激光扫描雷达时，信号收发模块111可以是任一种激光传感器或多个激光传感器组成的模组，此时，第一测量信号、第二测量信号和第一回射信号、第二回射信号均为激光信号。

当然，在一些实施方式中，信号收发模块111也可以同时包括多种类型的传感器，测量信号和回射信号的类型可以有多种，不再赘述。运动模块112可以是任一种机械装置，运动模块112可以执行多个维度的运动，例如水平运动、俯仰运动、竖直运动等。预设运动逻辑或设定运动逻辑可以根据雷达本体的实际应用场景设置，例如在水平方向上每偏转1°，就完整执行一次俯仰运动。检测控制信号和扫描控制信号至少用于控制信号收发模块111对应发射第一测量信号和第二测量信号，检测控制信号和扫描控制信号可以是有线信号或无线信号。

示例性地，本申请中位姿参照物可以为容器的内壁，在测量容器内物料表面的三维形态之前，每个雷达本体的确定其安装位姿信息的工作原理可以具体如下：

处理模块120在控制运动模块112按照预设运动逻辑进行运动的同时，生成检测控制信号，以使信号收发模块111基于检测控制信号发射第一测量信号；运动模块112按照预设运动逻辑带动信号收发模块111沿设定方向对预设角度范围内的内壁进行扫描的过程中，设置在运动模块112上的信号收发模块111持续或断续发射第一测量信号，以使第一测量信号经内壁至少一次反射所形成的第一回射信号被信号收发模块111所接收，进而由信号收发模块111上传至处理模块120；处理模块120在运动模块112带动信号收发模块111对内壁的扫描过程中，接收信号收发模块111上传的各个第一回射信号，以获取参照点云数据，进而根据参照点云数据至少确定出安装位姿信息。

综上所述，如本申请这样设置，一方面可以在现场容器顶部存在遮挡设备的工况条件下，无需进行人工丈量，而是直接通过雷达本体自确认出其精确安装点的坐标点，有效克服了现有人工通过现场丈量容器中心或容器各边与雷达本体之间距离，进而获取雷达本体安装坐标点的方式，所存在的执行难度高，人工丈量误差大，从而导致安装坐标点不精确，雷达本体换算的料面三维坐标不准确，雷达本体的检测精度差等技术问题。

此外，即便雷达本体受其安装位置处或周围存在的人梯或管道等障碍物、容器的安装面不平等因素影响，而产生雷达本体的安装为非竖直向下，存在一定的角度偏差的情况，本申请也能通过雷达本体自确认出其安装角度偏差，利于提高雷达本体换算的料面三维坐标精度，以及雷达本体的检测精度。

另一方面，本申请基于上述方法确定雷达本体的安装位姿信息后，还能在保证提高雷达本体换算的料面三维坐标精度前提下，通过至少两个雷达本体的应用及每个雷达本体扫描料面区域的范围限定，适应性调整每一雷达本体在单个检测周期内的扫描信号个数，进而实现整个扫描系统的扫描分辨率和扫描效率的平衡。

需要说明的是，每一雷达本体确定自身精确安装点的坐标点的具体方法可以有多种，下面进行具体说明，但不作为对本发明实施例的限制。

在一个实施例中，图8是本发明实施例提供的一种雷达本体确定精确安装点的坐标点的方法流程图。参见图8，可选地，每一雷达本体通过以下方式确定自身的精确安装点的坐标点：

S610、设置一个预设平面。

其中，预设平面可以是指雷达本体的实际安装面，也可以是与实际安装面平行的或呈已知角度的平面；同时，预设平面可以是水平的，也可以是非水平的。在实际应用过程中，雷达本体在绝大多数情况下会安装在容器的顶部位置，因而预设平面一般可以优选设置为容器的仓顶面。

可选地，预设平面与雷达本体实际安装面之间的关系至少包括预设平面为雷达本体的实际安装面、预设平面与雷达本体的实际安装面平行、预设平面与雷达本体的实际安装面呈已知角度中的一种。

S620、雷达本体以精确安装点为原点，将预设方向作为初始x或y坐标轴的正方向，在预设平面建立初始二维坐标系，以获得全部参照点云数据在初始二维坐标系下的投影坐标。

其中，预设方向的选择可以有多种。在一种实施方式中，可选地，预设方向为雷达本体的安装方向。为了明确雷达本体的安装方向，雷达本体上可以设置方向标识，该方向标识可以指向雷达本体的起始扫描方向，或者可以指向如图5所示长方体容器的长边或宽边所在直线的方向等。

在另一种实施方式中，可选地，雷达本体具有方位测量功能，预设方向为雷达本体测得的方位方向。雷达本体具有方位测量功能可以是指雷达本体能够测量东、西、南、北等方位，预设方向例如可以是正南方向。

S630、雷达本体根据全部投影坐标，确定出预设平面中心点在初始二维坐标系下的中心坐标。

其中，预设平面中心点可以是指预设平面的几何中心点，中心坐标即为前述几何中心点在初始二维坐标系下的坐标。

S640、雷达本体根据中心坐标与原点，确定精确安装点与预设平面中心点的相对位置。

S650、根据预设平面与雷达本体安装所在的平面之间的关系，解析出雷达本体的精确安装点的坐标点。

示例性地，在图5的基础上，图9是本发明实施例提供的一种坐标系变换示意图，参见图5和图9，雷达本体以精确安装点O’为原点，将长方体容器的长边所在直线的一个方向作为初始x坐标轴的正方向，将长方体容器的宽边所在直线的一个方向作为初始y坐标轴的正方向，在容器顶部所在平面(即预设平面)建立初始二维坐标系xO’y。在雷达本体基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行多点扫描后，雷达本体扫描形成的参照点云数据组成扫描轮廓B(可以理解的是，当参照点云数据足够多时，扫描轮廓不再保持线状，而是带状，如图13所示)，此时，将全部参照点云数据向初始二维坐标系xO’y投影，即形成投影轮廓B’。

根据围成投影轮廓B’的全部投影坐标，雷达本体就能确定出预设平面中心点O(也即投影轮廓B’的几何中心点)在初始二维坐标系xO’y下的坐标。这样一来，在初始二维坐标系xO’y下，精确安装点O’的坐标和预设平面中心点O的坐标均已知，雷达本体即可确定出精确安装点O’与预设平面中心点O的相对位置，例如可以基于同一坐标系下的两点间距离计算公式确定精确安装点O’与预设平面中心点O之间的距离。

图10是本发明实施例提供的另一种雷达本体确定精确安装点的坐标点的方法流程图。参见图10，可选地，另一种实施例中，每一雷达本体通过以下方式确定自身的精确安装点的坐标点：

S810、设置一个预设平面。

S820、雷达本体以精确安装点为第一原点，将预设方向作为初始x或y坐标轴的正方向，在预设平面建立初始二维坐标系，以获得全部参照点云数据在初始二维坐标系下的投影坐标。

S830、雷达本体根据全部投影坐标，确定出预设平面中心点在初始二维坐标系下的中心坐标。

S840、雷达本体重新以预设平面中心点为第二原点，将预设方向作为标准x或y坐标轴的正方向，在预设平面建立标准二维坐标系，并将精确安装点的坐标和全部投影坐标转换至标准二维坐标系下，以根据精确安装点在标准二维坐标系下的坐标和第二原点坐标，确定精确安装点与预设平面中心点的相对位置。

其中，标准二维坐标系被配置为至少用于雷达本体对容器内物料的表面三维形态的测量过程。

S850、根据预设平面与雷达本体实际安装面之间的关系，解析出雷达本体的精确安装点的坐标点。

示例性地，在图5的基础上，图12是本发明实施例提供的另一种坐标系变换示意图，参见图5和图12，雷达本体以精确安装点O’为第一原点，将长方体容器的长边所在直线的一个方向作为初始x轴的正方向，将长方体容器的宽边所在直线的一个方向作为初始y轴的正方向，在容器顶部所在平面建立初始二维坐标系xO’y。在雷达本体基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行多点扫描后，雷达本体扫描形成的点云数据组成扫描轮廓B，此时，将全部点云数据向初始二维坐标系xO’y投影，即形成投影轮廓B’。根据围成投影轮廓B’的全部投影坐标，雷达本体就能确定出预设平面中心点O(也即投影轮廓B’的几何中心点)在初始二维坐标系xO’y下的坐标。

基于此，雷达本体重新以预设平面中心点O为第二原点，将长方体容器的长边所在直线的一个方向作为标准x坐标轴(即图9中的x’轴)的正方向，将长方体容器的宽边所在直线的一个方向作为标准y坐标轴(即图9中的y’轴)的正方向，在容器顶部所在平面建立标准二维坐标系x’Oy’，并将精确安装点O’的坐标和全部投影坐标转换至标准二维坐标系x’Oy’下，以根据精确安装点O’在标准二维坐标系x’Oy’下的坐标和第二原点坐标，确定精确安装点O’与预设平面中心点O的相对位置，例如可以基于同一坐标系下的两点间距离计算公式确定精确安装点O’与预设平面中心点O之间的距离。

在上述实施例的基础上，下面对雷达本体的安装角度偏差的确定方法进行具体说明，但不作为对本发明实施例的限制。

图13是本发明实施例提供的一种雷达本体的安装角度偏差的确定方法流程图。参见图13，可选地，每一雷达本体通过以下方式确定雷达本体的安装角度偏差：

S1010、基于全部参照点云数据确定出参照点云所围图形的主轴方向，进而根据主轴方向与预设方向之间的差别，解析出雷达本体在预设平面上的偏转角度。

S1020、根据参照点云数据在容器的分布情况和参照点云所围图形在主轴方向上的投影长度，获取雷达本体相较于预设平面的偏转角度。

S1030、根据雷达本体在预设平面上的偏转角度和雷达本体相较于预设平面的偏转角度，确定雷达本体与预设平面之间的方位角。

S1040、根据预设平面与雷达本体实际安装面之间的关系，解析出雷达本体的安装角度偏差。

其中，以圆柱形容器为例，图14是本发明实施例提供的一种非竖直安装工况下雷达本体形成的全部参照点云所围图形的示意图，参见图4和图14，当容器为圆柱形且雷达本体非竖直安装时，自雷达本体的轴线方向视入，全部参照点云所围图形M为一椭圆，容器两侧内壁的参照点云分别聚集形成区域M1和区域M2。基于图形M能够确定出其主轴方向(也即椭圆的长轴方向x”；相应地，图形M的短轴方向也得以确定)，主轴方向与预设方向之间的差别能够直接反映出雷达本体在容器的预设平面上的偏转角度。同时，区域M1和区域M2在主轴方向上的投影长度(例如图14中的l，l可以根据点云获得)与雷达本体在容器内壁进行多点扫描的范围(例如图14中的h，h已知)相关，多点扫描范围越大，投影长度越长。

根据勾股定理可知，l/h＝sinθ，由于l和h均已知，因而θ可求，即雷达本体相较于预设平面的偏转角度可求。根据自身在预设平面上的偏转角度和自身相较于预设平面的偏转角度，雷达本体就能确定其与预设平面之间的方位角。

在一个实施例中，图11是本发明实施例提供的基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据的流程图。参见图11，基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据，包括：

S910、在初始二维坐标系和标准二维坐标系的基础上，对应建立初始三维坐标系和标准三维坐标系；

S920、根据精确安装点和预设平面中心点的相对位置，确定初始三维坐标系和标准三维坐标系之间的点云转换参数；

S930、通过点云转换参数和安装角度偏差将初始三维坐标系下的物料点云数据转换为标准三维坐标系下的物料校准点云数据。

其中，点云转换参数和安装角度偏差实质是能够表征初始三维坐标系与标准三维坐标系之间进行坐标系变换的相关参数，点云转换参数和安装角度偏差可以但不限于通过坐标系变换矩阵的形式体现，点云转换参数和安装角度偏差可以将初始三维坐标系下的某一个物料点云数据对应转换为标准三维坐标系下的一个特定的物料校准点云数据。从实际作用效果来看，当每一雷达本体均能将物料点云数据转换为物料校准点云数据时，全部雷达本体所测得的物料校准点云数据将统一在标准三维坐标系下，这样一来，数据处理模块就能直接整合所有物料校准点云数据形成能够表征真实物料表面分布的点云数据图，进而可以解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

综上，本申请这样设置，一方面可以在现场容器顶部存在遮挡设备的工况条件下，无需进行人工丈量，而是直接通过三维扫描系统自确认出雷达本体精确安装点的坐标点，有效克服了现有人工通过现场丈量容器中心或容器各边与雷达本体之间距离，进而获取雷达本体安装坐标点的方式，所存在的执行难度高，人工丈量误差大，从而导致安装坐标点不精确，三维扫描系统换算的料面三维坐标不准确，三维扫描系统的检测精度差等技术问题；而且，即便雷达本体受其安装位置处或周围存在的人梯或管道等障碍物、容器的安装面不平等因素影响，而产生雷达本体的安装为非竖直向下，存在一定的角度偏差的情况，本申请也能通过三维扫描系统确认出雷达本体的安装角度偏差，利于提高三维扫描系统换算的料面三维坐标精度，以及三维扫描系统的检测精度。

另一方面，在确定上述雷达本体的安装位姿信息的基础上，本申请通过至少两个雷达的应用，使每台雷达扫描料面区域的预定范围得以适应性缩小，这样设置就能通过调整每一雷达本体在单个检测周期内的扫描信号个数，平衡整个三维扫描系统的扫描分辨率和扫描效率，并且使得两个或两个以上的雷达本体所获得的物料点云数据处于相同坐标系下，能够直接用于数据融合处理，最终获得出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

在上述实施例的基础上，本申请还提供另一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，包括数据处理模块和至少两个雷达本体；每一雷达本体，装设在容器的安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取参照点云数据并上传至所述数据处理模块；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于设定扫描逻辑对设定范围内的物料表面进行扫描，以获取物料点云数据并上传至所述数据处理模块；数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于根据各个雷达本体上传的参照点云数据对应确定出每一雷达本体的安装位姿信息；以及，基于每一雷达本体的安装位姿信息对对应的雷达本体所测得的物料点云数据进行校准，生成多组物料校准点云数据；以及，根据全部物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

需要说明的是，与前述实施例相比，本实施例中的雷达本体仅用于获取点云数据而不涉及点云数据的处理，点云数据的处理由数据处理模块完成，即本实施例不涉及方法的改进，不再赘述。

应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.一种基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，包括数据处理模块和至少两个雷达本体；

每一雷达本体，装设在容器的安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取并根据参照点云数据确定出自身的安装位姿信息；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据上传至数据处理模块；

数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于获取并根据所有物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。

2.根据权利要求1所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述安装位姿信息至少包括精确安装点的坐标点，或者安装角度偏差中的一种。

3.根据权利要求2所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，每一所述雷达本体通过以下方式确定自身的精确安装点的坐标点：

设置一个预设平面；

所述雷达本体以所述精确安装点为第一原点，将预设方向作为初始x或y坐标轴的正方向，在所述预设平面建立初始二维坐标系，以获得全部所述参照点云数据在所述初始二维坐标系下的投影坐标；

所述雷达本体根据全部所述投影坐标，确定出所述预设平面中心点在所述初始二维坐标系下的中心坐标；

所述雷达本体重新以所述预设平面中心点为第二原点，将所述预设方向作为标准x或y坐标轴的正方向，在所述预设平面建立标准二维坐标系，并将所述精确安装点的坐标和全部所述投影坐标转换至所述标准二维坐标系下，以根据所述精确安装点在所述标准二维坐标系下的坐标和第二原点坐标，确定所述精确安装点与所述预设平面中心点的相对位置；

根据所述预设平面与所述雷达本体实际安装面之间的关系，解析出所述雷达本体的精确安装点的坐标点；

其中，所述标准二维坐标系被配置为至少用于所述雷达本体对所述容器内所述物料的表面三维形态的测量过程。

4.根据权利要求3所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，每一所述雷达本体通过以下方式确定自身的安装角度偏差：

基于全部参照点云数据确定出参照点云所围图形的主轴方向，进而根据主轴方向与预设方向之间的差别，解析出雷达本体在预设平面上的偏转角度；

根据参照点云数据在容器的分布情况和参照点云所围图形在主轴方向上的投影长度，获取雷达本体相较于预设平面的偏转角度；

根据雷达本体在预设平面上的偏转角度和雷达本体相较于预设平面的偏转角度，确定雷达本体与预设平面之间的方位角；

根据预设平面与雷达本体实际安装面之间的关系，解析出雷达本体的安装角度偏差。

5.根据权利要求4所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据，包括：

在初始二维坐标系和标准二维坐标系的基础上，对应建立初始三维坐标系和标准三维坐标系；

根据精确安装点和预设平面中心点的相对位置，确定初始三维坐标系和标准三维坐标系之间的点云转换参数；

通过点云转换参数和安装角度偏差将初始三维坐标系下的物料点云数据转换为标准三维坐标系下的物料校准点云数据。

6.根据权利要求3-5任一项所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述预设平面与所述雷达本体实际安装面之间的关系至少包括所述预设平面为所述雷达本体的实际安装面、所述预设平面与所述雷达本体的实际安装面平行、所述预设平面与所述雷达本体的实际安装面呈已知角度中的一种。

7.根据权利要求3-5任一项所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述预设方向为所述雷达本体的安装方向；或是所述雷达本体具有方位测量功能，此情况下，所述预设方向为所述雷达本体测得的方位方向。

8.根据权利要求1所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述雷达本体采用三维扫描雷达，至少包括三维微波扫描雷达和/或三维激光扫描雷达，每一所述雷达本体包括：

多角度测量模块，在测量容器内物料表面的三维形态之前，用于从多个角度发出第一测量信号扫描所述位姿参照物，并接收多个角度的所述第一测量信号经所述位姿参照物至少一次反射所形成的多个第一回射信号；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，用于从多个角度发出第二测量信号扫描物料表面，并接收多个角度的第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的多个第二回射信号；

处理模块，用于获取多个所述第一回射信号，以解析出所述参照点云数据，进而根据所述参照点云数据至少确定出每一所述雷达本体的所述安装位姿信息；以及，用于获取多个所述第二回射信号，以解析出物料点云数据，进而基于安装位姿信息对测得的物料表面上设定范围内的物料点云数据进行校准，生成物料校准点云数据并上传至所述数据处理模块。

9.根据权利要求8所述的基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，所述多角度测量模块包括信号收发模块和运动模块；

所述信号收发模块，设置在所述运动模块上，在测量容器内物料表面的三维形态之前，用于发射所述第一测量信号，以使所述第一测量信号经所述位姿参照物至少一次反射所形成的所述第一回射信号被所述信号收发模块所接收；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，用于发射所述第二测量信号，以使所述第二测量信号经物料表面至少一次反射所形成的所述第二回射信号被信号收发模块所接收；

所述运动模块，用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，按照预设运动逻辑带动所述信号收发模块沿第一设定方向对预设角度范围内的所述位姿参照物进行扫描；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，按照设定运动逻辑带动所述信号收发模块沿第二设定方向对所述设定范围内的物料表面进行扫描；

所述处理模块，分别连接所述信号收发模块和所述运动模块，用于控制所述运动模块按照所述预设运动逻辑或所述设定运动逻辑进行运动；以及，生成检测控制信号，以使所述信号收发模块基于所述检测控制信号发射所述第一测量信号；以及，在所述运动模块带动所述信号收发模块对所述位姿参照物的扫描过程中，接收所述信号收发模块上传的各个所述第一回射信号，以获取所述参照点云数据，进而根据所述参照点云数据至少确定出所述安装位姿信息；以及，生成扫描控制信号，以使信号收发模块基于所述扫描控制信号发射第二测量信号；以及，在运动模块带动信号收发模块对物料表面的扫描过程中，接收信号收发模块上传的各个第二回射信号，以获取物料点云数据；以及，基于安装位姿信息对物料点云数据进行校准，以生成物料校准点云数据并上传至所述数据处理模块。

10.基于雷达数据融合的三维扫描系统，其特征在于，包括数据处理模块和至少两个雷达本体；

每一雷达本体，装设在容器的安装面上，至少用于在测量容器内物料表面的三维形态之前，基于预设扫描逻辑对位姿参照物进行扫描，以获取参照点云数据并上传至所述数据处理模块；以及，在测量容器内物料表面的三维形态过程中，基于设定扫描逻辑对设定范围内的物料表面进行扫描，以获取物料点云数据并上传至所述数据处理模块；

数据处理模块，与每一雷达本体建立通讯连接，至少用于根据各个雷达本体上传的参照点云数据对应确定出每一雷达本体的安装位姿信息；以及，基于每一雷达本体的安装位姿信息对对应的雷达本体所测得的物料点云数据进行校准，生成多组物料校准点云数据；以及，根据全部物料校准点云数据解析出物料精密参数和/或物料表面三维形态精密图。