[发明专利]一种点云坐标转换方法及装置

权利要求书

1.一种点云坐标转换方法，其特征在于，所述方法包括：

基于从采集到的三维点云数据中筛选出的与导航坐标系的水平二维平面处于同一平面的点云数据，确定拟合地平面；

基于所述拟合地平面的法向量，将三维点云数据中的每个采集点校正至地面坐标系中，其中，所述拟合地平面为所述地面坐标系的二维水平面，所述地面坐标系的坐标原点位置为采集所述三维点云数据的采集器平移至所述拟合地平面上所在的位置，所述地面坐标系的横轴方向与所述导航坐标系的横轴方向相同，所述地面坐标系的纵轴方向与所述导航坐标系的纵轴方向相同；

获取从所述地面坐标系变换至所述导航坐标系的平面变换矩阵；

基于所述平面变换矩阵，将每个采集点平移至所述导航坐标系中，并确定每个采集点在所述导航坐标系中的坐标。

2.如权利要求1所述的点云坐标转换方法，其特征在于，所述基于所述拟合地平面的法向量，将三维点云数据中的每个采集点校正至地面坐标系中，包括：

基于所述拟合地平面的法向量，确定将所述三维点云数据中每个采集点校正至所述地面坐标系中的横坐标轴旋转矩阵和纵坐标轴旋转矩阵；

基于所述横坐标轴旋转矩阵和所述纵坐标轴旋转矩阵，将三维点云数据中的每个采集点校正至地面坐标系中。

3.如权利要求2所述的点云坐标转换方法，其特征在于，所述基于所述拟合地平面的法向量，确定将所述三维点云数据中每个采集点校正至所述地面坐标系中的横坐标轴旋转矩阵和纵坐标轴旋转矩阵，包括：

使用所述拟合地平面的法向量，通过以下公式确定将所述三维点云数据中每个采集点校正至所述地面坐标系中的横坐标轴旋转矩阵和纵坐标轴旋转矩阵：

(0,0,1)＝MX*MY*v_z；

其中，MX为横坐标轴旋转矩阵，MY为纵坐标轴旋转矩阵，v_z为所述拟合地平面的法向量。

4.如权利要求1所述的点云坐标转换方法，其特征在于，通过以下方式确定从所述地面坐标系变换至所述导航坐标系的平面变换矩阵：

获取所述地面坐标系中至少两个计算靶标的坐标；

基于所述至少两个计算靶标的坐标，计算将所述至少两个计算靶标转换至所述导航坐标系的平移变换矩阵；

确定所述平移变换矩阵为从所述地面坐标系变换至所述导航坐标系的平面变换矩阵。

5.如权利要求4所述的点云坐标转换方法，其特征在于，当所述至少两个计算靶标包括第一计算靶标和第二计算靶标时，所述基于所述至少两个计算靶标的坐标，计算将所述至少两个计算靶标转换至所述导航坐标系的平移变换矩阵，包括：

使用所述第一计算靶标的坐标和所述第二计算靶标的坐标，通过以下公式计算将所述第一计算靶标和所述第二计算靶标转换至所述导航坐标系的平移变换矩阵：

其中，I_T1为所述第一计算靶标在导航坐标系中的坐标，L_T1为所述第一计算靶标在所述地面坐标系中的坐标，I_T2为所述第二计算靶标在导航坐标系中的坐标，L_T2为所述第二计算靶标在所述地面坐标系中的坐标，M_xy*R_z为所述第一计算靶标和所述第二计算靶标转换至所述导航坐标系的平移变换矩阵。

6.如权利要求4所述的点云坐标转换方法，其特征在于，确定所述平移变换矩阵为从所述地面坐标系变换至所述导航坐标系的平面变换矩阵之后，所述方法还包括：

获取所述地面坐标系中至少一个测试靶标的坐标；

基于所述至少一个测试靶标的坐标，对所述平面变换矩阵进行校验。

7.如权利要求1所述的点云坐标转换方法，其特征在于，所述基于所述平面变换矩阵，将每个采集点平移至所述导航坐标系中，并确定每个采集点在所述导航坐标系中的坐标，包括：

基于所述平面变换矩阵以及确定的将每个采集点校正至所述地面坐标系中的横坐标轴旋转矩阵和纵坐标轴旋转矩阵，确定将每个采集点变换至所述导航坐标系的变换矩阵；

基于所述变换矩阵将每个采集点变换至所述导航坐标系中，并确定每个采集点在所述导航坐标系中的坐标。