一种雷达三维扫描控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种雷达三维扫描控制方法及系统。该系统包括扫描装置、运动控制装置和计算机，计算机分别与扫描装置和运动控制装置通信连接。扫描装置包括转台、滑台和安装于滑台的雷达，转台用于承载待测物体，雷达跟随滑台移动以对准并扫描待测物体。雷达扫描待测物体的区域轮廓并输出相应的扫描数据信息，雷达将所述扫描数据信息传输至计算机，以使计算机根据所接收的扫描数据信息生成待测物体的三维轮廓。从而使雷达的扫描范围能够覆盖整个待扫描物体，具有成本低、扫描效率高、能够适应不同尺寸的待测物体等有益效果。

【技术实现步骤摘要】
【专利说明】一种雷达三维扫描控制方法及系统 本专利技术涉及三维重建的
，尤其涉及一种雷达三维扫描控制方法及系统。 激光雷达通过向平面内各个方向发射激光并接收反射光线，测量出障碍物与该激 光雷达之间的距离。然而，将激光雷达单独用于物体扫描时，只能测量障碍物表面的某一条 轮廓线，而无法获取其轮廓面的数据。在现有技术中，为了对障碍物进行三维扫描，通常使 用以下三种方案： 第一种方案，采用三维激光雷达对障碍物进行三维扫描，然而，三维激光雷达的价 格昂贵，无形中提高了生产成本。 第二种方案，将二维激光雷达对障碍物进行三维扫描时，需要与其他装置配合使 用。即，在二维激光雷达上固定一个雷达摆动支架，且雷达位于摆动支架的摆动面上，直流 电机驱动凸轮带动该摆动面绕着支承轴做垂直于二维激光雷达扫描面的方向摆动，从而使 二维雷达进行点头式摆动。采用这种方案无疑增加了产品的组装难度，雷达在摆动的过程 中容易产生较大的误差从而导致数据不精确。 第三种方案，由于一台二维激光雷达每次扫描物体的范围有限，若要完整扫描一 个物体往往需要多台二维激光雷达配合使用才能够完成三维扫描，这也增加了使用成本， 且多台雷达对不同产品进行扫描时，每次扫描都需要重新定位和对准物体，使操作复杂、扫 描效率较低。 本专利技术提供了一种雷达三维扫描控制方法及系统，目的在于解决现有技术中无法 通过一台二维雷达对待测物体三维建模的问题。 为实现上述目的，本专利技术提出一种雷达三维扫描控制系统，包括扫描装置、运动控 制装置和计算机，所述计算机分别与所述扫描装置和所述运动控制装置通信连接：所述扫 描装置包括转台、滑台和雷达，所述转台用于承载待测物体，所述雷达跟随所述滑台移动， 以对准并扫描所述待测物体，所述雷达扫描所述待测物体的区域轮廓，并将相应的扫描数 据信息传输至所述计算机；所述运动控制装置控制所述扫描装置的运动；所述计算机对所 述运动控制装置的运动进行控制，以调整所述转台的转动位置及所述雷达相对所述转台的 位置；所述计算机根据所接收的所述扫描数据信息生成所述待测物体的三维轮廓。 优选地，所述滑台包括垂直滑台和活动地安装于所述垂直滑台的水平滑台，所述 雷达固定于所述水平滑台；所述计算机通过所述运动控制装置分别调整所述水平滑台的位 置，以将所述雷达对准所述待测物体，且所述计算机还通过所述运动控制装置驱动所述转 台转动，以使带动所述待测物体按照预设角度进行多次转动，相应地，所述雷达分别扫描并 采集所述待测物体次转动所对应的扫描数据信息，并将采集的扫描数据信息传输至所述计 算机。 优选地，所述计算机记录并存储所述转台多次转动的角度，以及所述待测物体处 于不同的位置时所述雷达采集的扫描数据信息；所述计算机计算所述待测物体多次转动的 角度和值以及将所述雷达扫描的多次扫描数据信息整合相加，并判断所述角度和值是否为 360度；若是，则判定所述雷达完成一次扫描。 优选地，所述计算机将所述雷达完成一次扫描所采集的扫描数据信息进行坐标转 换以形成一个单组点云数据，当形成多个单组点云数据时，由所述多个单组点云数据形成 多组点云数据，将所述多组点云数据进行平移和拼接，以获得所述待测物体的三维点云。 优选地，所述雷达是二维激光雷达，其扫描头的旋转面与所述转台的旋转面相垂 直并朝向所述转台的方向。 此外，本专利技术还提供一种雷达三维扫描控制方法，雷达安装于滑台，待测物体放置 于转台上，所述方法包括：通过运动控制装置调整所述转台的转动位置以及所述雷达相对 所述转台的位置；接收所述雷达扫描所述待测物体的区域轮廓并输出相应的扫描数据信 息；记录并存储所述雷达发送的所述扫描数据信息；根据所述扫描数据信息，生成所述待 测物体的三维轮廓。 优选地，所述滑台包括垂直滑台和安装于所述垂直滑台的水平滑台，所述雷达固 定于所述水平滑台，所述通过运动控制装置调整所述转台的转动位置以及所述雷达相对所 述转台的位置，包括：调整所述水平滑台的位置，以将所述雷达对准所述待测物体；驱动所 述转台带动所述待测物体按照预设角度多次转动。 优选地，所述接收所述雷达扫描所述待测物体的区域轮廓并生成相应的扫描数据 信息，包括：根据所述转台的多次转动，所述雷达分别扫描并采集所述待测物体转动所对应 的扫描数据信息。 优选地，所述记录并存储所述雷达发送的扫描数据信息，包括：记录并存储所述转 台多次转动的角度，以及所述待测物体处于不同的位置时所述雷达采集的扫描数据信息； 计算所述待测物体多次转动的角度和值以及将雷达扫描的多次扫描数据信息整合相加；判 断所述角度和值是否为360度；若是，则判定所述雷达完成一次扫描。 优选地，所述生成所述待测物体的三维轮廓，包括：将接收所述雷达完成一次扫描 所采集的扫描数据信息进行坐标转换以形成一个单组点云数据；当形成多个单组点云数据 时，由所述多个单组点云数据形成多组点云数据，将所述多组点云数据进行平移和拼接以 获得所述待测物体的三维点云。 此外，本专利技术还提供一种计算机，雷达安装于水平滑台，所述水平滑台活动地安装 于垂直滑台，待测物体放置于转台上，运动控制装置控制所述转台，所述转台调整所述待测 物体的转动位置以及所述雷达相对所述转台的位置，所述雷达与所述计算机通信连接，所 述计算机包括：运动方向控制模块，用于驱动所述运动控制装置控制所述水平滑台和所述 垂直滑台进行左右移动和上下移动，以调整所述雷达与所述待测物体的相对位置；转台控 制模块，用于驱动所述运动控制装置控制所述转台及所述待测物体按照预设的角度转动； 雷达控制模块，用于驱动所述运动控制装置调整所述雷达相对所述转台的位置以扫描所述 待测物体；扫描数据处理模块，用于记录并存储所述雷达扫描所述待测物体区域轮廓并输 出相应的扫描数据信息；单次成型模块，用于根据接收的所述雷达完成一次扫描而发送的 扫描数据信息，将所述扫描数据信息进行坐标转换形成一个单组点云数据；三维成型模块， 用于当形成多个单组点云数据时，由所述多个单组点云数据形成多组点云数据，将所述多 组点云数据进行平移和拼接，以获得所述待测物体的三维点云。 由此可见，本专利技术提供的雷达三维扫描控制方法及系统，通过控制一台雷达在滑 台的位置以及控制转台的转动，使雷达移动以对准并扫描待测物体以生成三维模型，雷达 的扫描范围能够覆盖整个待扫描物体，从而具有成本低、扫描效率高、能够适应不同尺寸的 待测物体等有益效果。 图1为本专利技术第一实施例提出的雷达三维扫描控制系统的组成结构图，该雷达三 维扫描控制系统包括扫描装置和计算机； 图2为图1中扫描装置的组成结构示意图，该扫描装置包括雷达； 图3为图2中雷达的结构示意图； 图4为图1中计算机的模块示意图； 图5为本专利技术第二实施例提出的雷达三维扫描控制方法的流程示意图； 图6为本专利技术第二实施例提出的雷达三维扫描控制方法的子流程示意图； 图7为本专利技术第三实施例提出的计算机的模块示意图。 本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。 为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。 需要说明的是，在后续的描述中，使用用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种雷达三维扫描控制系统，其特征在于，包括扫描装置、运动控制装置和计算机，所述计算机分别与所述扫描装置和所述运动控制装置通信连接：所述扫描装置包括转台、滑台和雷达，所述转台用于承载待测物体，所述雷达跟随所述滑台移动，以对准并扫描所述待测物体，所述雷达扫描所述待测物体的区域轮廓，并将相应的扫描数据信息传输至所述计算机；所述运动控制装置控制所述扫描装置的运动；所述计算机对所述运动控制装置的运动进行控制，以调整所述转台的转动位置及所述雷达相对所述转台的位置；所述计算机根据所接收的所述扫描数据信息生成所述待测物体的三维轮廓。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：邵撼薪，葛永翠，丁宁，
申请(专利权)人：安科智慧城市技术中国有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44