[发明专利]一种基于单线激光雷达获取3D激光点云的方法

说明书

本发明公开了一种基于单线激光雷达获取3D激光点云的方法，包括：S1，通过搭载在机器人上的单线激光雷达采集数据；所述数据包括障碍物体与传感器之间的距离和角度；S2，旋转支架平台，增加单线激光雷达的自由度；其中单线激光雷达搭载在支架平台上，支架平台搭载在机器人上；S3，将所述数据和自由度进行信息融合生成点云数据；S4，采用点云匹配算法进行点云拼接试验，生成3D激光点云。本发明采用了单线激光雷达，可以在减少其他传感器的使用情况下，单线激光雷达绕传感器坐标系的x轴自旋，增加单线激光雷达的自由度，获取3D激光点云数据，进行点云拼接实验。

技术领域

本发明涉及机器人激光传感器技术领域，具体涉及一种基于单线激光雷达获取3D激光点云的方法。

背景技术

随着科学技术的发展与进步，常常用于军事领域的激光雷达的成本大大降低，这使得它在商业应用上成为可能，激光雷达具有单色性好，亮度高，方向性强，抗干扰性强，分辨力强，设备小而轻等优点，尤其在测速与机器人定位方面有着广泛的应用。点云地图的构建使得机器人可以进行3D场景还原，因此点云信息的获取具有一定的价值。

传统的机器人仅仅使用激光雷达传感器进行定位或者进行2D地图的构建，如栅格地图。由于激光雷达传感器在扫射的过程中机器人会发生平移或旋转等运动，得到的2d激光点云信息比较单一。因此，单纯根据2d激光点云生成的地图会有一定程度的畸变。因此使用3D激光点云利用了在空间上的信息，使得机器人可以重建现实中的3D环境模型，实现激光雷达二维平面数据到三维空间数据的转化。因此，行业内急需涉及一种获取3D激光点云的方法。

发明内容

本发明的目的是为了克服以上现有技术存在的不足，提供了一种能增加单线激光雷达的自由度的基于单线激光雷达获取3D激光点云的方法。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种基于单线激光雷达获取3D激光点云的方法，包括：

S1，通过搭载在机器人上的单线激光雷达采集数据；所述数据包括障碍物体与传感器之间的距离和角度；

S2，旋转支架平台，增加单线激光雷达的自由度；其中单线激光雷达搭载在支架平台上，支架平台搭载在机器人上；

S3，将所述数据和自由度进行信息融合生成点云数据；

S4，采用点云匹配算法进行点云拼接试验，生成3D激光点云。

优选地，所述支架平台上设置有单线激光雷达的稳定驱动电源。

优选地，步骤S2包括，旋转支架平台，单线激光雷达绕传感器坐标系的x轴自旋，增加单线激光雷达的自由度,得到单线激光雷达当前的翻滚角度。

优选地，步骤S2和步骤S3之间包括：清除支架平台旋转的累计误差。

优选地，机器人上设置有依次电信号连接的编码器、控制器和电机；旋转支架平台包括：所述控制器根据编码器输出的脉冲信息控制电机的电压，电机驱动支架平台匀速转动，其中所述支架平台与单线激光雷达的底盘同心且在一条垂直线上；所述单线激光雷达底盘的固定点与单线激光雷达的头部同心。

优选地，所述得到单线激光雷达当前的翻滚角度包括：控制器接收编码器输出的脉冲信息，由电机的减速比以及编码器的分辨率得到电机旋转角，即为当前的翻滚角度。

优选地，机器人上设置有光电开关，所述清除支架平台旋转的累计误差包括：电机的旋转触发光电开关，控制器的脉冲计数相应清零。

优选地，所述编码器为1000线的编码器，单线激光雷达为RPLIDAR A2激光雷达。

本发明相对于现有技术具有如下优点：