一种激光雷达设备、系统、存储介质及数据实时处理方法技术方案

本申请公开了一种激光雷达设备、系统、存储介质及数据实时处理方法，该方法包括：通过自动调用并执行数据实时采集程序、数据流实时提取及解析程序、激光脚点坐标实时计算程序、精确外方位元素实时确定程序、点云实时赋色程序以及数据实时下发程序，可以实现实时采集数据流、实时提取和解析数据流、实时计算激光脚点坐标、实时确定影像的精确外方位元素、实时对点云进行赋色处理以及实时下发数据，并在显示终端上实时显示、测量和存储操作，由此可以大幅缩短彩色点云数据获取过程所需的时间，从而提升了彩色点云数据获取过程的时效性。

A laser radar equipment, system, storage medium and data real-time processing method

This application discloses a real-time processing method of laser radar equipment, system, storage medium and data. This method includes: by automatically calling and executing real-time data acquisition program, real-time extraction and analysis program of data flow, real-time calculation program of laser foot point coordinates, accurate real-time determination program of external element, point cloud real. Time coloring program and data real-time program can realize real-time collection of data flow, real-time extraction and analysis of data flow, real-time calculation of laser foot point coordinates, real-time determination of accurate external elements of images, real-time rendering of point clouds and real-time data, and real-time display and measurement on display terminals. And storage operations, thus greatly reducing the time needed to acquire color point cloud data, thereby enhancing the timeliness of color point cloud data acquisition process.

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达设备、系统、存储介质及数据实时处理方法
本专利技术涉及激光雷达
，特别涉及一种激光雷达设备、系统、存储介质及数据实时处理方法。
技术介绍
在现有的激光雷达技术中，数据获取和数据处理是相互隔离的，通常是由飞行平台搭载激光雷达设备在飞行过程中采集原始数据，等到飞行结束后，从激光雷达设备中将原始数据拷贝到地面的用户终端，以利用地面的用户终端对上述获取到的原始数据进行数据处理，从而得到相应的点云数据。显然，上述点云数据的获取过程需要消耗大量的时间，数据成果的获取工期较长，效率慢，并且具有时效性差、采集到的数据准确性较差等缺点，无法及时地反应测区状况，无法及时地实现应急响应等应用需求。综上所述可以看出，如何缩短点云数据获取过程所消耗的时间，提升点云数据获取过程的时效性是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种激光雷达设备、系统、存储介质及数据实时处理方法，能够有效缩短点云数据获取过程所消耗的时间，提升了点云数据获取过程的时效性。其具体方案如下：第一方面，本专利技术公开了一种激光雷达设备移动过程中的数据实时处理方法，包括：自动调用并执行数据实时采集程序，以分别通过相机、POS系统和激光扫描仪实时采集相应的数据流，得到相应的影像数据流、POS数据流和激光数据流；自动调用并执行数据流实时提取及解析程序，以对所述影像数据流、所述POS数据流和所述激光数据流均分别进行实时的数据提取和解析处理，得到相应的待处理影像数据、待处理航迹数据和待处理激光数据；自动调用并执行激光脚点坐标实时计算程序，以利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据；自动调用并执行精确外方位元素实时确定程序，以对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理，得到相应影像的精确外方位元素；自动调用并执行点云实时赋色程序，以将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据；自动调用并执行数据实时下发程序，以将所述彩色点云数据实时下发至预设的显示终端进行实时显示、测量和存储。可选的，所述利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据的步骤，包括：从所述待处理航迹数据中确定出与激光脚点的发射时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第一位置姿态信息；根据所述第一位置姿态，并利用第一旋转矩阵，将每个激光脚点的坐标从所述激光扫描仪的自身坐标系转换到地理坐标系，然后再从地理坐标系转换到笛卡尔坐标系，得到相应的激光点云数据；其中，所述激光点云数据的格式为标准LAS格式，所述第一旋转矩阵中包含所述激光扫描仪的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述激光扫描仪的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含激光检校角度值。可选的，所述对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理的步骤，包括：对所述待处理影像数据进行畸变校正处理，得到校正后影像数据；从所述待处理航迹数据中确定出与影像曝光时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第二位置姿态信息；根据所述第二位置姿态，并利用第二旋转矩阵，得到所述校正后影像数据在笛卡尔坐标系下的精确外方位元素；其中，所述第二旋转矩阵中包含所述相机的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述相机的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含影像检校角度值。可选的，所述数据实时处理方法，还包括：自动调用并执行数据实时保存程序，以将所述影像数据流、所述POS数据流、所述激光数据流、所述彩色点云数据以及相应的设备运行状况数据实时保存至所述激光雷达设备的本地存储器中。可选的，所述将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据的步骤，包括：利用共线方程，将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据。第二方面，本专利技术公开了一种激光雷达设备移动过程中的数据实时处理系统，包括：数据实时采集模块，用于自动调用并执行数据实时采集程序，以分别通过相机、POS系统和激光扫描仪实时采集相应的数据流，得到相应的影像数据流、POS数据流和激光数据流；数据流实时提取及解析模块，用于自动调用并执行数据流实时提取及解析程序，以对所述影像数据流、所述POS数据流和所述激光数据流均分别进行实时的数据提取和解析处理，得到相应的待处理影像数据、待处理航迹数据和待处理激光数据；激光脚点坐标实时计算模块，用于自动调用并执行激光脚点坐标实时计算程序，以利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据；影像数据实时处理模块，用于自动调用并执行精确外方位元素实时确定程序，以对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理，得到相应影像的精确外方位元素；点云实时赋色模块，用于自动调用并执行点云实时赋色程序，以将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据；数据实时下发模块，用于自动调用并执行数据实时下发程序，以将所述彩色点云数据实时下发至预设的显示终端进行实时显示、测量和存储。可选的，所述激光脚点坐标实时计算模块，包括：第一位置姿态确定单元，用于从所述待处理航迹数据中确定出与激光脚点的发射时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第一位置姿态信息；点云数据确定单元，用于根据所述第一位置姿态，并利用第一旋转矩阵，将每个激光脚点的坐标从所述激光扫描仪的自身坐标系转换到地理坐标系，然后再从地理坐标系转换到笛卡尔坐标系，得到相应的激光点云数据；其中，所述激光点云数据的格式为标准LAS格式，所述第一旋转矩阵中包含所述激光扫描仪的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述激光扫描仪的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含激光检校角度值。可选的，所述影像数据实时处理模块，包括：影像校正单元，用于对所述待处理影像数据进行畸变校正处理，得到校正后影像数据；第二位置姿态确定单元，用于从所述待处理航迹数据中确定出与影像曝光时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第二位置姿态信息；精确外方位元素确定单元，用于根据所述第二位置姿态，并利用第二旋转矩阵，得到所述校正后影像数据在笛卡尔坐标系下的精确外方位元素；其中，所述第二旋转矩阵中包含所述相机的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述相机的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含影像检校角度值。可选的，所述数据实时处理系统，还包括：数据流实时保存模块，用于自动调用并执行数据实时保存程序，以将所述影像数据流、所述POS数据流、所述激光数据流、所述彩色点云数据以及相应的设备运行状况数据实时保存至所述激光雷达设备的本地存储器中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达设备移动过程中的数据实时处理方法，其特征在于，包括：自动调用并执行数据实时采集程序，以分别通过相机、POS系统和激光扫描仪实时采集相应的数据流，得到相应的影像数据流、POS数据流和激光数据流；自动调用并执行数据流实时提取及解析程序，以对所述影像数据流、所述POS数据流和所述激光数据流均分别进行实时的数据提取和解析处理，得到相应的待处理影像数据、待处理航迹数据和待处理激光数据；自动调用并执行激光脚点坐标实时计算程序，以利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据；自动调用并执行精确外方位元素实时确定程序，以对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理，得到相应影像的精确外方位元素；自动调用并执行点云实时赋色程序，以将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据；自动调用并执行数据实时下发程序，以将所述彩色点云数据实时下发至预设的显示终端进行实时显示、测量和存储。

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达设备移动过程中的数据实时处理方法，其特征在于，包括：自动调用并执行数据实时采集程序，以分别通过相机、POS系统和激光扫描仪实时采集相应的数据流，得到相应的影像数据流、POS数据流和激光数据流；自动调用并执行数据流实时提取及解析程序，以对所述影像数据流、所述POS数据流和所述激光数据流均分别进行实时的数据提取和解析处理，得到相应的待处理影像数据、待处理航迹数据和待处理激光数据；自动调用并执行激光脚点坐标实时计算程序，以利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据；自动调用并执行精确外方位元素实时确定程序，以对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理，得到相应影像的精确外方位元素；自动调用并执行点云实时赋色程序，以将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据；自动调用并执行数据实时下发程序，以将所述彩色点云数据实时下发至预设的显示终端进行实时显示、测量和存储。2.根据权利要求1所述的数据实时处理方法，其特征在于，所述利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据的步骤，包括：从所述待处理航迹数据中确定出与激光脚点的发射时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第一位置姿态信息；根据所述第一位置姿态，并利用第一旋转矩阵，将每个激光脚点的坐标从所述激光扫描仪的自身坐标系转换到地理坐标系，然后再从地理坐标系转换到笛卡尔坐标系，得到相应的激光点云数据；其中，所述激光点云数据的格式为标准LAS格式，所述第一旋转矩阵中包含所述激光扫描仪的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述激光扫描仪的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含激光检校角度值。3.根据权利要求1所述的数据实时处理方法，其特征在于，所述对所述待处理航迹数据和所述待处理影像数据进行实时处理的步骤，包括：对所述待处理影像数据进行畸变校正处理，得到校正后影像数据；从所述待处理航迹数据中确定出与影像曝光时刻对应的位置信息和姿态信息，得到第二位置姿态信息；根据所述第二位置姿态，并利用第二旋转矩阵，得到所述校正后影像数据在笛卡尔坐标系下的精确外方位元素；其中，所述第二旋转矩阵中包含所述相机的自身坐标系与导航坐标系之间的旋转角和所述相机的坐标原点与IMU的坐标原点之间的偏移量，该旋转角中包含影像检校角度值。4.根据权利要求1至3任一项所述的数据实时处理方法，其特征在于，还包括：自动调用并执行数据实时保存程序，以将所述影像数据流、所述POS数据流、所述激光数据流、所述彩色点云数据以及相应的设备运行状况数据实时保存至所述激光雷达设备的本地存储器中。5.根据权利要求1至3任一项所述的数据实时处理方法，其特征在于，所述将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据的步骤，包括：利用共线方程，将所述激光点云数据中的每个激光脚点分别实时反投影至已获取所述精确外方位元素的影像平面的相应位置上，并将所述影像平面的相应位置上的色彩信息实时赋给相应的激光脚点，得到相应的彩色点云数据。6.一种激光雷达设备移动过程中的数据实时处理系统，其特征在于，包括：数据实时采集模块，用于自动调用并执行数据实时采集程序，以分别通过相机、POS系统和激光扫描仪实时采集相应的数据流，得到相应的影像数据流、POS数据流和激光数据流；数据流实时提取及解析模块，用于自动调用并执行数据流实时提取及解析程序，以对所述影像数据流、所述POS数据流和所述激光数据流均分别进行实时的数据提取和解析处理，得到相应的待处理影像数据、待处理航迹数据和待处理激光数据；激光脚点坐标实时计算模块，用于自动调用并执行激光脚点坐标实时计算程序，以利用所述待处理航迹数据和所述待处理激光数据实时计算出每个激光脚点的坐标，得到相应的激光点云数据；影像数据实时处理模块，用于自动调用并执行...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伯特·克莱茨里，
申请(专利权)人：吉鸥信息技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33