[发明专利]基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法及设备

权利要求书

1.一种基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法，其特征在于，所述二维激光扫描仪连接至转动平台，所述二维激光扫描仪在所述转动平台的转动下进行转动并测距，所述二维激光扫描仪的扫描平面与所述转动平台的转动平面正交；所述方法包括：

获取所述二维激光扫描仪的测距点的测距时刻、码盘刻线值以及测距值；

获取所述测距点在所述测距时刻对应的所述转动平台的转动角度；

基于所述码盘刻线值、所述测距值和所述转动角度，以及预先建立的空间坐标系，确定所述测距点的三维空间位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述转动平台的转动模式包括步进转动模式；所述二维激光扫描仪的码盘刻线对应有测距空闲区间和测距区间，在所述测距区间内，所述二维激光扫描仪进行测距，在所述测距空闲区间内，所述二维激光扫描仪不进行测距；

在所述步进转动模式下，所述方法包括：

在码盘刻线值位于测距区间内的情况下，控制所述转动平台处于静止状态；

在码盘刻线值位于测距空闲区间的情况下，控制所述转动平台转动预设角度并停止转动。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在码盘刻线值位于测距空闲区间的情况下，控制所述转动平台转动预设角度并停止转动时，所述方法还包括：

根据所述码盘刻线值确定所述二维激光扫描仪是否仍位于所述测距空闲区间；

在所述二维激光扫描仪仍位于所述测距空闲区间的情况下，等待所述二维激光扫描仪完成一个周期的测距后，继续控制所述转动平台转动预设角度并停止转动；

在所述二维激光扫描仪位于测距区间的情况下，去除所述转动平台转动预设角度并停止转动之前所述二维激光扫描仪的测距值；基于所述二维激光扫描仪在下一周期的测距值补充当前周期内去除的测距值，并继续控制所述转动平台转动预设角度以及停止转动。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述基于所述码盘刻线值、所述测距值和所述转动角度，以及预先建立的空间坐标系，确定所述测距点的三维空间位置，包括：

确定所述二维激光扫描仪的测距点在测距时刻的扫描角度值；

基于所述二维激光扫描仪的测距点在所述测距时刻的扫描角度值和所述测距值，所述转动平面的中心点与所述二维激光扫描仪的中心点之间的距离，以及所述转动平面的中心点到所述测距点之间的距离，得到所述扫描平面内所述转动平面的中心点到测距点之间的距离，与所述转动平面的中心点到所述二维激光扫描仪的中心点之间的距离之间的第一夹角；

基于所述扫描平面内所述转动平面的中心点到测距点之间的距离，和所述第一夹角，以及所述转动角度，得到所述测距点的三维空间位置。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述确定所述二维激光扫描仪的测距点在测距时刻的扫描角度值，包括：

基于所述测距点对应的码盘刻线值和所述二维激光扫描仪在起始扫描位置对应的码盘刻线值，确定所述二维激光扫描仪转过的码盘刻线的数量；

基于所述二维激光扫描仪转过的码盘刻线的数量，以及相邻两个码盘刻线之间的预设扫描角度值，和所述起始扫描位置对应的扫描角度值，确定所述二维激光扫描仪在当前时刻的扫描角度值。

6.根据权利要求2-5任一项所述的方法，其特征在于，所述转动平台的转动模式包括连续转动模式，所述方法还包括：

在所述连续转动模式下，控制所述转动平台匀速转动，所述二维激光扫描仪在所述转动平台的转动下对三维空间进行扫描，并输出测距信息，所述测距信息至少包括测距时刻、测距值和码盘刻线值。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述二维激光扫描仪和所述转动平台分别连接至控制单元；

所述控制单元，用于对所述二维激光扫描仪和所述转动平台进行授时，以使所述二维激光扫描仪和所述转动平台在时间上保持同步。