[发明专利]一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置及配准算法

权利要求书

1.一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置的配准算法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、首先对点云数据进行边缘提取，记录边缘处点云的位置；

S2、根据点云数据创建若干个边长为L的栅格，其中栅格的边长L根据立方体内点云的密度进行自适应的确定；

S3、对于在栅格中的点云数据，和步骤S1记录的边缘点云数据进行比对，如果为边缘点云不做处理，如果非边缘点云，则对非边缘点云集进行处理；

S4、做完步骤S3的处理，对剩下的点云数据通过ICP算法进行配准。

2.根据权利要求1所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置的配准算法，其特征在于：所述步骤S3中对非边缘点云集进行处理的方法具体如下：

T1、选取其中随机一点为种子点云，一个种子点云内包括多个点，分别以每个栅格的中心为圆心，点云到圆心之间的距离为半径，即2^1/2L/N(N=2,3,4,…)，进行画圆，N为一个点云内包括点的数量，所以N越大表示一个点云中点的分布越密集，也就意味着扫面半径就越小；

T2、按照步骤T1的扫描算法进行扫描，当扫描一个栅格内点云的点的数量最少时，画圆的圆周和栅格相切，并保留圆周的点云数据；

T3、对于剩余栅格的点云数据，依次如步骤T1-T2步骤进行处理，进而达到对点云数据进行精简的目的。

3.一种实施权利要求1-2任意一项所述配准算法的基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：包括雷达俯仰扫描机构、角度俯仰机构和俯仰支架（8），所述雷达俯仰扫描机构包括第一侧板（4）、 云台底座（5）、底板（6）、云台电机（18）和第二侧板（7），所述第一侧板（4）、 云台底座（5）、底板（6）和第二侧板（7）连接共同构成云台电机（18）的固定结构，且云台电机（18）驱动由头部上盖（15）和头部下盖（17）固定的红外模组（16）做圆周运动，来扫描障碍物；

所述角度俯仰机构包括第一固定支架（1）、第一固定支架盖体（2）、第二固定支架（10）、舵机驱动机组（9）和第二固定支架盖体（14），所述第一固定支架（1）、第一固定支架盖体（2）、第二固定支架（10）和第二固定支架盖体（14）连接共同构成机构的支架，所述舵机驱动机组（9）固定安装于第二固定支架（10）的一侧，且舵机驱动机组（9）上分别固定连接有舵盘（12）和主动输出轴（11），所述主动输出轴（11）插入传动连接件（13）,且传动连接件（13）与俯仰支架（8）固定连接，所述舵机驱动机组（9）作为动力源驱动整个机构绕着阶梯轴承（3）旋转。

4.根据权利要求3所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：将所述雷达俯仰扫描机构的底板（6）固定安装于俯仰支架（8）上实现雷达俯仰扫描机构的角度俯仰。

5.根据权利要求3所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：所述舵机驱动机组（9）在4.8V时扭力为3.9kg/cm、速度为0.22秒/60°，在6.0V时扭力为5.2kg/cm、速度为0.18秒/60°。

6.根据权利要求3所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：所述第一固定支架盖体（2）固定安装于第一固定支架（1）上，且第二固定支架盖体（14）固定安装于第二固定支架（10）上。

7.根据权利要求3所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：所述第一侧板（4）固定安装于、云台底座（5）的一侧，且底板（6）固定安装于云台底座（5）的底部。

8.根据权利要求3所述的一种基于2D激光雷达3D点云扫描装置，其特征在于：所述云台电机（18）固定安装于云台底座（5）的顶部，且第二侧板（7）固定安装于云台底座（5）的正面。