[发明专利]一种大范围数据拼接的点云数据计算方法、装置和系统

权利要求书

1.一种大范围数据拼接的点云数据计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)获取载物台上的待扫描物体的图像，依据所述图像确定待扫描区域，计算所述待扫描区域在载物台上的位置数据；

(2)依据所述位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，控制三维激光扫描装置从所述待扫描区域的起始位置开始扫描；

(3)获取三维激光扫描装置扫描的扫描图像，计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(4)以上一张扫描图像内扫描线有效区间的终止位置为扫描起点，控制三维激光扫描装置继续扫描下一张扫描图像，计算下一张扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(5)重复执行上一步骤，直至将所述待扫描区域扫描完毕，累加所有扫描图像的点云数据；

所述扫描图像内的扫描线具有多条，所述计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置和终止位置具体包括：

计算扫描图像内每一条扫描线的起始点位置(S1,S2,...,Sn)和终止点位置(E1,E2,...,En)，基于正态分布函数，计算出扫描线起始点和终止点的置信位置及置信区间，确定扫描图像内扫描线有效区间的起始位置为S+3σs，扫描图像内扫描线有效区间的终止位置为E-3σe，其中，n为扫描图像内扫描线的条数，S为所有扫描线起点位置的平均值，E为所有扫描线终点位置的平均值，σs为起始置信区间，σe为终止置信区间。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算扫描图像内的点云数据，具体包括：

计算扫描图像内有效区间的起始位置和终止位置之间的间距，依据所述间距计算所述扫描图像内的点云数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

当扫描图像的终止位置与下一扫描图像的起始位置存在间隙时，计算该间隙的间距，在累加所有扫描图像的点云数据时，加上由该间隙的间距所产生的点云数据。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：

当相邻两个扫描图像的有效区间存在重叠部分时，计算该重叠部分的距离，在累加所有扫描图像的点云数据时，减去由该重叠部分的距离所产生的点云数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，具体包括：依据所述位置数据计算待扫描区域的内存值，依据扫描线的长度计算单张扫描图像的内存值，根据待扫描区域的内存值和单张扫描图像的内存值，计算扫描次数。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述依据所述图像确定待扫描区域，具体包括：

接收用户选定的扫描区域，将用户选定的扫描区域设定为所述待扫描区域。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

所述扫描线的长度由通过预设算法计算获得。

8.一种使用权利要求1所述方法的大范围数据拼接的点云数据计算装置，其特征在于，包括：

区域确定模块，用于获取载物台上的待扫描物体的图像，依据所述图像确定待扫描区域，计算所述待扫描区域在载物台上的位置数据；

扫描准备模块，用于依据所述位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，控制三维激光扫描装置从所述待扫描区域的起始位置开始扫描；

开始扫描模块，用于获取三维激光扫描装置扫描的扫描图像，计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

重复扫描模块，用于以上一张扫描图像内扫描线有效区间的终止位置为扫描起点，控制三维激光扫描装置继续扫描下一张扫描图像，计算下一张扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

数据计算模块，用于重复执行重复扫描模块所进行的步骤，直至将所述待扫描区域扫描完毕，累加所有扫描图像的点云数据。

9.一种使用权利要求1所述方法的大范围数据拼接的点云数据计算系统，其特征在于：

包括用于放置待扫描物体的载物台、用于移动载物台的移动机构、位于载物台上方的相机和三维激光扫描装置，还包括分别与移动机构、相机和三维激光扫描装置相连的控制器，所述控制器配置用于执行以下步骤：

(1)获取载物台上的待扫描物体的图像，依据所述图像确定待扫描区域，计算所述待扫描区域在载物台上的位置数据；

(2)依据所述位置数据和扫描线的长度，计算扫描次数，控制三维激光扫描装置从所述待扫描区域的起始位置开始扫描；

(3)获取三维激光扫描装置扫描的扫描图像，计算扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(4)以上一张扫描图像内扫描线有效区间的终止位置为扫描起点，控制三维激光扫描装置继续扫描下一张扫描图像，计算下一张扫描图像内扫描线有效区间的起始位置、终止位置以及扫描图像内的点云数据；

(5)重复执行上一步骤，直至将所述待扫描区域扫描完毕，累加所有扫描图像的点云数据。