[发明专利]基于三维激光雷达辅助定位的转炉炉腔三维测量方法及测量装置

摘要

本发明公开了一种基于三维激光雷达辅助定位的转炉炉腔三维测量方法以及测量装置，本测量方法以及测量装置通过移动三维激光扫描仪获得各个视角下转炉炉腔的三维点云，同时三维激光雷达扫描钢厂车间环境，通过三维激光雷达得到三维激光扫描仪在三维空间上的相对位置，配准三维激光扫描仪各个视角下转炉炉腔的三维点云，拼接得到转炉炉腔完整的实际三维点云，与原始炉腔模型对比得到转炉炉腔厚度变化，实时监测转炉炉腔的磨损情况，指明转炉需要修补的地方，判断转炉是否应该报废，实现扫描仪快速、准确地定位，测量精度提高。

主权项

1.一种基于三维激光雷达辅助定位的转炉炉腔三维测量方法，包括以下步骤：(1)固定连接三维激光扫描仪和三维激光雷达，测量三维激光扫描仪与三维激光雷达的相对位姿，三维激光扫描仪对炉腔进行多视角扫描，获得多个视角下的炉腔三维点云；(2)同时，三维激光雷达扫描车间环境，采集多帧车间环境的三维点云；(3)提取各帧车间环境三维点云的特征点、线特征点和面特征点，对相邻两帧之间分别进行特征点、线特征点和面特征点匹配；(4)构建以相邻两帧匹配程度最高为目标的目标函数，确定目标函数的权重系数，求解目标函数，得到相邻两帧之间三维激光雷达的位姿变换；(5)将所有帧的位姿变换累计相乘，获得三维激光雷达的相对位姿，根据步骤(1)三维激光扫描仪与三维激光雷达的相对位姿，得到三维激光扫描仪在各个视角下的相对位姿；(6)根据三维激光扫描仪在各个视角下的相对位姿，利用ICP算法对多个视角下的炉腔三维点云精配准，拼接得到完整的实际炉腔三维点云；(7)建立原始炉腔三维点云，对比实际炉腔三维点云和原始炉腔三维点云，得到转炉损耗情况。