[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

说明书

本申请实施例提供一种基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法及设备。其中，该二维激光扫描仪连接至转动平台，二维激光扫描仪在转动平台的转动下进行转动并扫描，二维激光扫描仪的扫描平面与转动平台的转动平面正交；该获取方法包括：获取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；获取测距点在测距时刻对应的转动平台的转动角度；基于码盘刻线值、测距值和转动角度，以及预先建立的空间坐标系，确定测距点的三维空间位置。本申请实施例提高测距时效性和测距点定位的精度。

技术领域

本申请实施例涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法及设备。

背景技术

使用二维激光扫描仪组建三维扫描系统，进而获取三维空间上的物体信息，由于成本较低，并且可以得到360度全方向上的点云数据，因此，受到广泛的应用。

目前，基于二维激光扫描仪实现三维空间测距的方式主要由两种模式，其中一种是步进获取模式，一种是连续获取模式。在现有的测距方法中，两种模式中的二维激光扫描仪与转动平台的运动都是独立的，并未进行联动。步进转动模式的转动平台与二维激光器不能联动情况下，只能用增加耗时的方式来解决，效率较差。而在连续转动模式下，是基于二维激光扫描仪的转速来确定各点在扫描面的角度位置，由于二维激光扫描仪的转速不稳定，因此很容易造成角度位置的误差，因而无法保证获取的三维空间点云的位置精度，难以在实际中进行生产应用。

发明内容

本申请实施例提供一种基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法及设备，以提高测距精度。

第一方面，本申请实施例提供一种基于二维激光扫描仪的三维点云数据获取方法，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扫描，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。

可选的，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。

可选的，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。

可选的，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。