一种激光雷达监测系统、方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种激光雷达监测系统、方法和装置，该系统包括：服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达；每个三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，该目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在目标物上对应的顶点处于目标位置与中心点之间，相交面为与该顶点所属的目标物的各个面相交的面；每个三维激光雷达分别用于对目标物进行扫描，获得点云数据，并将点云数据发送至服务器；服务器依据点云数据对目标物进行监测。应用本发明专利技术提供的系统，能够基于最小数量的三维激光雷达对目标物进行全面的监测。

A lidar monitoring system, method and device

【技术实现步骤摘要】
一种激光雷达监测系统、方法和装置
本专利技术涉及雷达探测领域，特别涉及一种激光雷达监测系统、方法和装置。
技术介绍
海洋中具有丰富的资源，随着陆地资源的日益紧缺，开采海洋资源已成为了人们的重要目标，然而，由于海洋的水下环境具有复杂性和危险性，在对水下资源进行开发的过程中，需要对水下的物体进行监测，例如，水下的养殖箱，若依靠人工潜水不断的对水下养殖箱进行探测，则会给潜水员带来极大的风险，因此，现阶段普遍应用到水下传感器对水下养殖箱进行监测。然而，现有技术中，在利用水下传感器对水下养殖箱进行监测时，往往需要对水下养殖箱进行二次改造，以将传感器布置在水下养殖箱上，容易造成箱体损坏，并且需要花费的传感器的数量巨大，传感器的利用率低。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种激光雷达监测系统、方法和装置，能够基于最小数量的三维激光雷达对目标物进行全面的监测。为了实现上述目的，现提出的方案如下：一种激光雷达监测系统，包括：服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达；每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面；每个所述三维激光雷达分别用于对所述目标物进行扫描，以获得所述目标物的点云数据，并将所述点云数据通过所述中间通信网络发送至所述服务器；所述服务器依据所述点云数据对所述目标物进行监测。一种激光雷达监测方法，应用于激光雷达监测系统中的服务器，所述激光雷达监测系统包含服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达，每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面，所述方法包括：当通过所述中间通信网络接收到所述多个三维激光雷达对目标物进行扫描得到的点云数据时，依据所述多个三维激光雷达扫描得到的点云数据构建所述目标物的三维模型；将所述三维模型与所述目标物的标准模型进行比对，以判断所述目标物是否处于异常状态；若所述目标物处于异常状态，则对所述异常状态进行告警。上述的方法，可选的，所述对所述异常状态进行告警之后，还包括：在预先建立的水下移动机器人集合中确定目标水下移动机器人；向所述目标水下移动机器人发送与所述异常状态对应的任务调度指令，以触发所述目标水下移动机器人执行与所述异常状态对应的动作。上述的方法，可选的，所述在预先建立的水下移动机器人集合中确定目标水下移动机器人，包括：获取预先建立的水下移动机器人集合中的各个水下移动机器人的状态信息；基于各个水下移动机器人的状态信息在所述水下移动机器人集合中确定备选水下移动机器人；对于每个所述备选水下移动机器人，依据预先生成的导航地图确定该备选水下移动机器人的位置信息、所述目标物的位置信息以及无障碍工作区域；依据该备选水下移动机器人的位置信息、所述目标物的位置信息以及所述无障碍工作区域确定该备选水下移动机器人的至少一条备选移动路径，应用预先设置的代价函数对每条所述备选移动路径对应的路径参数进行运算，获得每条所述备选移动路径对应的代价值；所述路径参数至少包括路径距离参数、运动时间参数以及水流参数；依据每个所述备选水下移动机器人的每条所述备选移动路径的代价值，在所有所述备选移动路径中确定最优移动路径，并将所述最优移动路径所属的备选水下移动机器人确定为目标水下移动机器人。上述的方法，可选的，所述基于各个水下移动机器人的状态信息确定备选水下移动机器人，包括：对于每个所述水下移动机器人，若该水下移动机器人的状态信息中的优先级大于等于所述异常状态对应的优先级，且该水下移动机器人的状态信息中的工作状态信息表征该水下移动机器人处于空闲状态，则将该水下移动机器人确定为备选移动机器人。上述的方法，可选的，所述向所述目标水下移动机器人发送与所述异常状态对应的任务调度指令，包括：获取所述目标水下移动机器人的与所述异常状态对应的任务信息；基于所述任务信息以及所述最优移动路径生成任务调度指令；将所述调度指令发送至所述目标水下移动机器人。上述的方法，可选的，所述依据所述多个三维激光雷达扫描得到的点云数据构建所述目标物的三维模型，包括：对每个所述点云数据进行预处理，并对每个已进行预处理的点云数据进行分割，获得每个所述三维激光雷达对应的目标物点云数据；确定每个所述三维激光雷达在预先建立的世界坐标系中的坐标位置信息；依据各个所述坐标位置信息对每个所述三维激光雷达对应的目标物点云数据进行融合，获得所述目标物当前的三维模型。上述的方法，可选的，所述将所述三维模型与所述目标物的标准模型进行比对，以判断所述目标物是否处于异常状态，包括：将所述三维模型与所述标准模型进行比对，获得所述三维模型与所述标准模型的差异参数；判断所述差异参数是否大于预先设置的差异阈值；若大于，则确定所述目标物处于异常状态。上述的方法，可选的，还包括：当接收到所述目标移动机器人的充电请求时，依据所述目标移动机器人当前的位置信息以及各个处于空闲状态的充电桩的位置信息，确定所述目标移动机器人的最优充电路径；生成所述最优充电路径信息对应的充电指令，并将所述充电指令发送至所述目标移动机器人，以触发所述移动机器人依据所述充电指令移动至所述最优充电路径对应的充电桩，并利用所述充电桩进行充电。一种激光雷达监测装置，应用于激光雷达监测系统中的服务器，所述激光雷达监测系统包含服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达，每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面，所述装置包括：三维模型构建单元，当通过所述中间通信网络接收到所述多个三维激光雷达对目标物进行扫描得到的点云数据时，依据所述多个三维激光雷达扫描得到的点云数据构建所述目标物的三维模型；比对单元，用于将所述三维模型与所述目标物的标准模型进行比对，以判断所述目标物是否处于异常状态；告警单元，用于当所述目标物处于异常状态时，对所述异常状态进行告警。与现有技术相比，本专利技术包括以下优点：本专利技术提供了一种激光雷达监测系统、方法和装置，该系统包括：服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达；每个三维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光雷达监测系统，其特征在于，包括：/n服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达；/n每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面；/n每个所述三维激光雷达分别用于对所述目标物进行扫描，以获得所述目标物的点云数据，并将所述点云数据通过所述中间通信网络发送至所述服务器；/n所述服务器依据所述点云数据对所述目标物进行监测。/n

【技术特征摘要】
1.一种激光雷达监测系统，其特征在于，包括：
服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达；
每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面；
每个所述三维激光雷达分别用于对所述目标物进行扫描，以获得所述目标物的点云数据，并将所述点云数据通过所述中间通信网络发送至所述服务器；
所述服务器依据所述点云数据对所述目标物进行监测。


2.一种激光雷达监测方法，其特征在于，应用于激光雷达监测系统中的服务器，所述激光雷达监测系统包含该服务器、中间通信网络以及多个用于探测目标物的三维激光雷达，每个所述三维激光雷达设置于其对应的目标位置上，所述目标位置位于该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点与该顶点对应的相交面的中心点之间的连线的延长线上，该三维激光雷达在所述目标物上对应的顶点处于所述目标位置与所述中心点之间，所述相交面为与该顶点所属的所述目标物的各个面相交的面，所述方法包括：
当通过所述中间通信网络接收到所述多个三维激光雷达对目标物进行扫描得到的点云数据时，依据所述多个三维激光雷达扫描得到的点云数据构建所述目标物的三维模型；
将所述三维模型与所述目标物的标准模型进行比对，以判断所述目标物是否处于异常状态；
若所述目标物处于异常状态，则对所述异常状态进行告警。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述异常状态进行告警之后，还包括：
在预先建立的水下移动机器人集合中确定目标水下移动机器人；
向所述目标水下移动机器人发送与所述异常状态对应的任务调度指令，以触发所述目标水下移动机器人执行与所述异常状态对应的动作。


4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述在预先建立的水下移动机器人集合中确定目标水下移动机器人，包括：
获取预先建立的水下移动机器人集合中的各个水下移动机器人的状态信息；
基于各个水下移动机器人的状态信息在所述水下移动机器人集合中确定备选水下移动机器人；
对于每个所述备选水下移动机器人，依据预先生成的导航地图确定该备选水下移动机器人的位置信息、所述目标物的位置信息以及无障碍工作区域；依据该备选水下移动机器人的位置信息、所述目标物的位置信息以及所述无障碍工作区域确定该备选水下移动机器人的至少一条备选移动路径，应用预先设置的代价函数对每条所述备选移动路径对应的路径参数进行运算，获得每条所述备选移动路径对应的代价值；所述路径参数至少包括路径距离参数、运动时间参数以及水流参数；
依据每个所述备选水下移动机器人的每条所述备选移动路径的代价值，在所有所述备选移动路径中确定最优移动路径，并将所述最优移动路径所属的备选水下移动机器人确定为目标水下移动机器人。


5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于...

【专利技术属性】
技术研发人员：张爱东，孙彩明，陈露，蒋锐，陈娟，廖天骄，
申请(专利权)人：鹏城实验室，
类型：发明
国别省市：广东;44