无人机激光雷达点云数据处理系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113866789A(43)申请公布日2021.12.31(21)申请号202111136535.8(22)申请日2021.09.27(71)申请人鑫辉智云集团有限公司地址610000四川省成都市成华区万科路5号1栋19楼1909号(72)发明人符海鸥梁进丽张亚丽吴福均刘静(74)专利代理机构成都顶峰专利事务所(普通合伙)51224代理人李崧岩(51)Int.Cl.G01S17/89(2020.01)G01S17/933(2020.01)G01S17/86(2020.01)权利要求书2页说明书4页(54)发明名称无人机激光雷达点云数据处理系统(57)摘要本发明公开了无人机激光雷达点云数据处理系统，安装在无人机底部处的激光雷达，其用于对无人机下方周围环境进行检测，获取目标参数；设置在无人机底部处的摄像头；分析模块，分别与激光雷达和摄像电性连接，并生成不同时间段的点云数据组；重组模块，与分析模块电性连接，进而获得不同区域内的不同的点云数据；用于将不同区域内的点云数据配准至同一坐标系，进而获得不同区域内的三维数据。该无人机激光雷达点云数据处理系统，设计合理，能提高极大提升点云数据的处理速度与精度，为点云数据的处理与应用提供了保障，适合推广使用。CN113866789ACN113866789A权利要求书1/2页1.无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，包括：安装在无人机底部处的激光雷达，其用于对无人机下方周围环境进行检测，获取目标参数；设置在无人机底部处的摄像头，其用于对无人机下方地面的信息进行拍摄，得到拍摄数据；分析模块，分别与激光雷达和摄像电性连接，用于接收并分析激光雷达输出的目标参数以及摄像头输出的拍摄数据，并生成不同时间段的点云数据组；重组模块，与分析模块电性连接，用于将若干个不同时间段的点云数据组进行分析并删除掉重合多余的点云数据，进而获得不同区域内的不同的点云数据；建模模块，分别与分析模块和重组模块电性连接，用于将不同区域内的点云数据配准至同一坐标系，进而获得不同区域内的三维数据。2.根据权利要求1所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述建模模块运行时，包括以下步骤：S1：对获取的第一组点云数据进行分析并计算，以每个激光发射器发出1条激光射线，其起点均为雷达上的同一个点，称该点为基准点，所有激光发射器围绕着过基准点的一根直线进行定轴旋转，称该直线为转轴，垂直于转轴的平面为基准面，同一时刻激光发射器发射的NL条射线位于垂直于基准面的平面内，任选转轴一侧方向为转轴方向；S2：雷达每个扫描周期开始时刻射出的激光射线在基准面上的垂直投影都重合于由基准点发出的一条射线，该射线称为基准线，在一个扫描周期T时间内激光发射器所旋转过的角度为Fmax＝o*T，o为在扫描周期T内激光发射器的旋转角速度，在扫描周期结束后激光发射器回到扫描周期开始时的位置与姿态，雷达的最大探测距离为Dmax，雷达上的基准点﹑基准线、基准面和转轴位置与姿态均定义在固定于雷达的物体坐标系中；S3：以太网接口模块将分析模组中的点云数据组送入到点云数据加速模块进行初次加速处理，并在需要硬件处理时将点云数据组传输至上位机，通过上位机对需要硬件处理的点云数据组进行二次处理，并处理后将分析而得的坐标点云数据配准至同一坐标系的基准面上；S4：如此往复对点云数据组进行处理并配准至同一坐标系的基准面上，进而将不同区域的点云数据配准到同一坐标系的对应区域处，从而获得三维数据。3.根据权利要求2所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述S3中以太网接口模块还与通信模块相配合，进而将点云数据组传输到上位机上，进而方便进行点云数据分析。4.根据权利要求2所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述S3中点云数据加速处理模块用于对点云数据进行预处理计算，并通过点云滤波算法对适合硬件加速的部分进行加速处理，并将结果存至高速存储模块或通过PCIE通信模块返回至上位机。5.根据权利要求1所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述分析模块还包括点云数据解析模块，所述点云数据解析模块用于对PCIE格式的点云数据传输和PCIE协议包的解析卸载，获取点云数据详细的点云数据参数。6.根据权利要求1所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述激光雷达为三维多线激光雷达。2CN113866789A权利要求书2/2页7.根据权利要求1所述的无人机激光雷达点云数据处理系统，其特征在于，所述摄像头为高速摄像机。3CN113866789A说明书1/4页无人机激光雷达点云数据处理系统技术领域[0001]本发明属于无人机测绘技术领域，具体涉及无人机激光雷达点云数据处理系统。背景技术[