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专利号: 2019110690379
申请人: 广西大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种避免遮挡的三维激光扫描系统,其特征在于:所述的扫描系统包括云台、设置在云台上的旋转盘,以及设置在旋转盘上的旋转臂,所述的旋转臂的端部设置有二维激光扫描仪;通过旋转盘转动带动旋转臂驱动二维激光扫描仪转动,二维激光扫描仪在被带着转动的同时进行扫描测距;

扫描方法具体如下:

S1)、设定云台的旋转盘的旋转中心为坐标原点Obase,一维云台的旋转盘的旋转面为基平面,二维激光扫描仪的扫描面为扫描平面IIscan;二维激光扫描仪的扫描中心Oscan与坐标原点Obase之间的距离即为扫描臂长度R′;

S2)、设定遮挡物在基平面上的投影的最小外接圆半径为r,基平面中心Obase到遮挡物中心Cocclusion的距离为docclusion,则被遮挡区域的面积S,其计算式如下:S3)、根据给定的遮挡物的半径r′和距离 允许的最大遮挡面积S*,根据上式得到扫描臂长度R′;

S4)、进行三维场景激光扫描,扫描平面中心点Oscan在基平面上绕Z轴旋转,旋转角度为在扫描平面上Πscan,从扫描平面中心Oscan发出测距激光,发射角度为θLIDAR,测得距离为dLIDAR,得到一个扫描点 选择不同的旋转角度和发射角度按上述方式扫描,可以得到扫描点集合

S5)、根据扫描臂长度R′将扫描点集合Q转换为以坐标原点Obase为中心的空间点集P。

2.根据权利要求1所述的一种避免遮挡的三维激光扫描系统,其特征在于:在扫描前,先通过标定获取任意一个二维激光扫描仪的扫描中心Oscan与坐标原点Obase之间的距离即为扫描臂长度R,并通过测量获取旋转臂的长度L,并通过R-L得到扫描中心Oscan与坐标原点Obase之间不可通过测量获得距离L′。

3.根据权利要求2所述的一种避免遮挡的三维激光扫描系统,其特征在于,标定的方法具体包括以下步骤:S201)、竖直放置一块标定平板,并将扫描系统水平放置于标定平板前方;

S202)、启动扫描系统进行扫描并获取相应的扫描数据;

S203)、将超出标定平板范围的数据去除,保留标定平板范围内的数据;

S204)、对每个发射角度θLIDAR对应的点集合 做直线拟合,只保留点集合 到直线 的距离小于阈值λθ的点,得到点集合

S205)、对每个旋转角度 对应的点集合 做直线拟合,得到直线只保留点集合 到直线 的距离小

于阈值 的点,得到点集合

S206)、根据点集合 和 得到扫描臂长度R,其

计算式如下:

其中dbase为云台旋转中心到标定平板的距离,Δθ为二维激光扫描仪角度误差, 为云台的旋转盘角度误差。

4.根据权利要求3所述的一种避免遮挡的三维激光扫描系统,其特征在于:通过将扫描臂长度R′与扫描中心Oscan与坐标原点Obase之间不可通过测量获得距离L′的差值,即可得到根据定遮挡物确定的旋转臂L″,即L″=R′-L′,以实现根据遮挡物的大小调整旋转臂的长度。

5.根据权利要求1所述的一种避免遮挡的三维激光扫描系统,其特征在于:可由下式得到空间点集P的笛卡尔坐标: