[实用新型]一种基于单线激光雷达与PCL点云库的三维重建系统

说明书

本实用新型公开了一种基于单线激光雷达与PCL点云库的三维重建系统，包括空间探测单元和点云数据处理单元，空间探测单元用于对空间进行探测并将生成点云数据，空间探测单元通过无线方式与点云数据处理单元连接，用于将点云数据发送至点云数据处理单元，点云数据处理单元用于根据接收到的数据进行三维重建。本实用新型三维重建系统重建精度较高，成本较低，可应用于城市三维重建。

技术领域

本实用新型属于计算机视觉技术领域，具体涉及一种基于单线激光雷达与PCL点云库的三维重建系统，可用于城市三维重建。

背景技术

随着现代化城市的建设，城市规划、旧城改造、数字城市、建筑设计等领域，对三维重建产生了巨大的需求。然而传统的三维重建手段存在很多的不足。现有公开了一种三维重建系统，其包括第一校准标靶、摄像装置、投影装置和计算机，摄像装置和投影装置均与计算机电连接，第一校准标靶、摄像装置和投影装置均设置于工作台上，且摄像装置与第一校准标靶对应，第一校准标靶上设置有第一矩形框和第二矩形框，且第一矩形框和第二矩形框均与工作台垂直，通过第一校准标靶对三维重建系统进行校准。该重建系统能对物体进行三维重建，但重建精度较低。

随着微传感器技术、机电控制技术、数字图像数据处理技术的发展和提高，激光雷达开始在空间探测、无人驾驶等方面应用。激光雷达是向目标发射探测信号(激光束)，然后将接收到的从目标反射回来的信号(目标回波)与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数,从而目标进行探测、跟踪和识别。其具有极高的距离分辨率、角分辨率和速度分辨率；探测精度高；探测范围广；抗干扰能力强；获取的信息量丰富，可直接获取目标的距离、角度、反射强度、速度等信息；能全天时工作，不依赖于外界光照条件或目标本身的辐射特性。

激光雷达分为单线激光雷达与多线激光雷达。单线激光雷达价格较低，但其只有一条扫描线，仅能得到一条线上的深度信息，采集的数据量较小，所以仅能进行二维建模。多线激光雷达与单线激光雷达相比，可以得到多条线上的深度信息，采集数据量大，可以进行三维建模，但价格昂贵，不能广泛应用。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种基于单线激光雷达与PCL点云库的三维重建系统，用于解决现有三维重建系统中存在的重建精度较低与重建价格过高的问题。

本实用新型采用以下技术方案：

一种基于单线激光雷达与PCL点云库的三维重建系统，包括空间探测单元和点云数据处理单元，空间探测单元用于对空间进行探测并生成点云数据，空间探测单元通过无线方式与点云数据处理单元连接，用于将点云数据发送至点云数据处理单元，点云数据处理单元用于根据接收到的数据进行三维重建。

具体的，空间探测单元包括转台和单线激光雷达，单线激光雷达设置在转台上，且单线激光雷达的旋转面法向量与转台的旋转面法向量垂直。

进一步的，单线激光雷达包括激光测距单元和旋转单元，旋转单元设置在转台上，激光测距单元设置在旋转单元上，旋转单元的旋转圆心与转台的旋转轴重合。

进一步的，激光测距单元采用功率＜5mW的红外发射激光器作为发射光源，并通过调制脉冲方式驱动，测距动作＞2000次/秒。

进一步的，旋转单元由转速300r/min的无刷电机驱动。

具体的，转台为电动水平转台，与12V直流减速电机连接用于驱动，电机减速比为1:300，电机转速为1500r/min，转台的水平转动范围为360°。

具体的，点云数据处理单元包括设置有PCL点云库的PC机，PC机上设置有2.4GHz无线单元用于和空间探测单元上设置的2.4GHz无线单元无线连接。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：