一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法技术

本发明专利技术提出了一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法，是一种易于操作、测量准确、快速高效的无人机远程扫描方法。本发明专利技术采用无人机作为测量平台，对测量过程中的数据进行实时修正补偿与现有技术在数据处理上存在显著区别，本发明专利技术所提出的数据融合方法不仅解决了测量平台的移动问题，还对测量过程中的平台旋转、振动均进行了补偿，并解决了远程运动过程中的空间扫描。丰富的扫描结果对于洞穴研究、坑道救援、地震/火灾等灾难现场重建等应用领域具有重要的实用意义，完整、准确、丰富的三维结果具有重要的应用意义。

【技术实现步骤摘要】
一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法
本专利技术涉及一种无人机远程扫描方法。
技术介绍
无人驾驶飞机简称“无人机”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。目前主要采用无人机+摄像的方法获得航拍图像，对于飞行区域的三维数据无法有效获得。现有的场站式激光扫描主要采用固定测站的方式进行测量，对于基于运动测量台的检测扫描的相关技术有：CN201310463263.1中公开了一种车载三维数据采集移动平台；CN201610112404.9中公开了一种扫描仪自主获取矿山坐标系下三维空间形态的方法；CN201510548915.0中公开了一种车载式林木三维彩色成像对靶喷雾方法；CN201510900007.3中公开了一种煤矿井下移动设备自主定位的方法及系统。其中，所述采用车载方式进行便携式全角度全身人体光学扫描设备仅是移动式的数据采集工作室，扫描过程仍为固定状态下的扫描，并未涉及移动状态下的数据采集处理，并且该专利技术使用服装定制室内部人体扫描室进行人体数据的采集，并不涉及环境扫描数据的拼接和融合，与本专利技术的数据采集及处理方法存在显著区别；在申请号分别为20161011本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：设备安装：步骤2：扫描参数的设置；所述的扫描参数包括无人机的飞行路径和激光扫描仪扫描模式；通过GPS或路径输入的方式设置无人机的飞行路径；设置激光扫描仪的单幅扫描时间和连接数据传输通道；步骤3：扫描及数据处理；启动扫描任务，无人机携带扫描仪进行远程扫描；扫描中，无人机实时返回的运行速度、位置和姿态，以及扫描仪实时扫描返回的三维点坐标P(x，y，z)；对得到的数据进行运动反解，修正无人机飞行对于三维扫描数据的影响；在处理扫描数据时，无人机速度、位置与扫描仪数据需时间同步；步骤4：单幅点云校正；首先，基于K‑D Tree算...

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机平台的远程扫描的数据处理方法，其特征在于，具体过程是：步骤1：设备安装：步骤2：扫描参数的设置；所述的扫描参数包括无人机的飞行路径和激光扫描仪扫描模式；通过GPS或路径输入的方式设置无人机的飞行路径；设置激光扫描仪的单幅扫描时间和连接数据传输通道；步骤3：扫描及数据处理；启动扫描任务，无人机携带扫描仪进行远程扫描；扫描中，无人机实时返回的运行速度、位置和姿态，以及扫描仪实时扫描返回的三维点坐标P(x，y，z)；对得到的数据进行运动反解，修正无人机飞行对于三维扫描数据的影响；在处理扫描数据时，无人机速度、位置与扫描仪数据需时间同步；步骤4：单幅点云校正；首先，基于K-DTree算法，建立扫描点集的K-D树；基于K-D树构架出了点云数据中点数据间的拓扑关系，查询点云中每一个坐标点的邻域数据，通过核函数进行三维坐标迭代更新，式(5)，σs为空域高斯函数的标准差，σr为值域高斯函数的标准差，Ω表示卷积的定义域；已计算完成的点集为现有点云，新计算得到的点集{Presult}为新获取点云；在第一幅扫描中，现有点云为空集；第一幅扫描结束时新获取的点云自动转换成为现有点云；自第二幅的扫描起，融合点云为现有点云；获取所述的融合点云的方法如下：计算第二幅扫描中新获取点云与前一幅得到的现有点云之间的重叠区域，根据该点云重叠区域的曲率特征，从新获取点云重叠区域样本集中随机抽选一个样本，即4个匹配点对；通过该样本中的4个匹配点对计算变换矩阵M；根据新获取点云重叠区域样本集、变换矩阵M和误差度量函数，计算满足当前变换矩阵的一致集consensus，并返回一致集中元素个数；根据当前一致集中元素个数如大于之前的最大一致集中元素个数时，则将当前一致集更新为最大一致集，同时更新当前错误概率p；若p大于允许的最小错误概率则重复上述步骤继续迭代，直到当前错误概率p...

【专利技术属性】
技术研发人员：李玉龙，郭翔，索涛，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61