[发明专利]一种基于激光雷达和全景相机的背负式移动测绘系统

摘要

本发明公开了一种基于激光雷达和全景相机背负式移动测绘系统，该系统主要包括采集设备模块和后处理模块。其中，采集设备模块为背负式，主要由：全景相机、激光雷达、控制器、手持终端、移动电源、支撑杆和背包框架组成，各个部件由背包框架连接和支撑。其中，激光雷达的数量是2个，所有激光雷达均安装在支撑杆上，一个激光雷达水平放置，其余激光雷达倾斜放置，全景相机置于水平激光雷达的正上方，控制器位于背包框架的中间部位，移动电源位于背包框架的底部。其中，后处理模块以三维SLAM算法、点云着色算法为核心算法，对采集设备模块采集获得的数据进行后处理操作，输出着色三维点云数据和具有位置和姿态信息的全景影像数据。该系统及方法能够连续移动的获取周围场景信息，具有通过性好、适应性强、数据获取效率高的特点。该系统克服了(1)现有地面移动测量系统在无GNSS环境中失效的问题；(2)传统固定式激光扫描需要大量换站拼接点云带来的效率低下问题；(3)基于二维SLAM技术的推车只能适用于地面水平的环境的问题。

主权项

1.一种基于激光雷达和全景相机的背负式移动测绘系统，包括采集设备模块和后处理模块，其特征在于，所述的采集设备模块为背负式，包括：全景相机、激光雷达、控制器、手持终端、移动电源、支撑杆和背包框架，各个部件由背包框架进行连接与支撑；所述的后处理模块以三维SLAM算法、点云着色算法为核心算法，对采集设备模块采集获得的数据进行后处理操作，输出着色三维点云数据和具有位置和姿态信息的全景影像数据， 所述的后处理模块处理数据的流程包括以下步骤：a、加载全部激光雷达数据和全景影像数据；b、将水平激光雷达数据和倾斜激光雷达数据根据时间戳进行对齐，然后根据倾斜激光雷达和水平激光雷达之间的相对空间位置和姿态关系，将每一帧的倾斜激光雷达数据变换到与之对齐的水平激光雷达数据的坐标系中，并合成一帧激光雷达数据，其坐标系与水平激光雷达数据的坐标系一致；c、利用三维SLAM算法对合成激光雷达数据进行处理，计算出每一帧合成激光雷达数据的位置和姿态信息；d、利用具有位置和姿态信息的合成激光雷达数据进行三维点云建模处理，将每一帧合成激光雷达数据的所有空间点根据其位置和姿态信息变换到世界坐标系下，将所有经过坐标变换的空间点组合得到环境的三维点云数据；e、利用点云着色算法对得到的三维点云数据进行着色处理；f、系统输出得到着色三维点云数据和具有位置和姿态信息的全景影像数据。