一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法，包括，基于设置的二维位置点阵，控制云台逐点移动以带动安装于所述云台上的激光检测器和可见光成像器同步移动；在所述二维位置点阵的各点，通过所述激光检测器检测待测物体表面的被检气体的浓度值，并生成二维浓度点阵，通过所述可见光成像器对所述待测物体同步成像，并组成可见光图像组；基于所述二维浓度点阵和所述可见光图像组生成第二二维激光点云图。本发明专利技术还提供一种基于激光扫描生成二维激光点云图的装置。本发明专利技术用于工业生产中的安全检测领域，具有监控可视化、检测覆盖范围广、检测精度高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法及装置
本申请涉及工业生产中的安全检测领域，特别是涉及用于危险源检测的一种基于激光扫描生成二维激光点云图的及装置。
技术介绍
随着化工产业规模扩大，极小的危险源也会造成重大社会灾害，为保护人民的生命财产安全，工业生产安全监控变成了不容忽视的一项重点。点式气体检测激光器常用于工业生产中的安全检测，但其不能反馈可视化图像，也不能实时提供监控区域内泄露具体位置，无法为指导生产救援提供有效帮助。通常由工作人员携带点式气体检测激光器手动扫描生产区域中的机械、气罐、管道的密封性、稳定性，难以保证对生产区间进行全范围扫描与监测。如何能够实现监控可视化、检测覆盖范围广、检测精度高的生产安全监测，是本申请有待解决的技术问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法，实现工业生产中的安全检测领域的监控可视化、检测覆盖范围广、检测精度高的生产安全监测，本专利技术还相应地提供了一种基于激光扫描生成二激光点云图的装置。第一方面，提供了一种基于激光扫描生成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法，其特征在于，包括，/n基于设置的二维位置点阵，控制云台逐点移动以带动安装于所述云台上的激光检测器同步移动；/n在所述二维位置点阵的各点

【技术特征摘要】
1.一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法，其特征在于，包括，
基于设置的二维位置点阵，控制云台逐点移动以带动安装于所述云台上的激光检测器同步移动；
在所述二维位置点阵的各点，通过所述激光检测器检测待测物体表面的被检气体的浓度值，并生成二维浓度点阵；
基于所述二维位置点阵与二维浓度点阵生成第一二维激光点云图；
其中，为所述二维位置点阵的横向索引，为所述二维位置点阵的纵向索引，所述二维位置点阵的点对应的第一二维激光点云图元素的标识同样为，其坐标为，其值表示为，为所述二维位置点阵的横向相邻点移动距离,为所述二维位置点阵的横向相邻点移动距离。


2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，所述一种基于激光扫描生成二维激光点云图的方法，还包括，
基于设置的二维位置点阵，控制云台逐点移动还带动安装于所述云台上的可见光成像器同步移动；
在所述二维位置点阵的点，通过安装于所述云台上的可见光成像器对所述待测物体同步成可见光图像，其标识同样为，并组成可见光图像组；
基于所述二维浓度点阵和所述可见光图像组生成第二二维激光点云图。


3.根据权利要求2所述方法，其特征在于，所述基于所述二维浓度点阵和所述可见光图像组生成第二二维激光点云图包括，
基于像素分析标定初始可见光图像中待测物体表面的激光点的位置坐标，其中，初始可见光图像中所述激光点为所述激光检测器的激光照射在待测物体表面形成的激光点；
基于关键点配准确定各可见光图像相对于初始可见光图像的像素距离，其中，可见光图像为在所述二维位置点阵中的点生成的所述可见光图像为可见光图像，为横向像素距离，为纵向像素距离；
基于各可见光图像的所述像素距离和初始可见光图像中所述激光点的位置坐标和所述二维浓度点阵生成所述第二二维激光点云图各元素。


4.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于像素分析标定初始可见光图像中待测物体表面的激光点的位置坐标包括，
把初始可见光图像分成多个像素区域，其中，横向分为P份，每份p个像素，纵向分为Q份，每份q个像素；
基于初始可见光图像各像素区域()的RGB颜色通道的强度利用下式确定各像素区域的通道差分,

，
其中，表示像素区域横向标识，表示像素区域纵向标识，，表示图像横坐标，表示图像纵坐标，、表示可见光图像像素点的RGB颜色通道的强度值，为检测激光的颜色的通道强度值；
对初始可见光图像各像素区域()利用下式进行傅里叶变换，生成其各像素区域的频域分布，

，
其中,表示可见光图像经过傅里叶变换后的频域值，表示可见光图像经过傅里叶变换后的频域横坐标，表示可见光图像经过傅里叶变换后的频域纵坐标；
基于设定的第一阈值C1和第二设定阈值C2把各像素区域频域分为低频部分、目标频率部分和高频部分，利用下式计算各像素区域的频域分布中频域差值，

，
其中，，<C1为低频部分,为目标频率部分，为高频部分；
基于初始可见光图像各像素区域的通道差分和高频与低频的差值确定初始可见光图像中待测物体表面的激光点的位置坐标，其中，如果一像素区域的通道差分大于0且所述频域差值大于0，该像素区域为所述激光点所在像素区域，其中心的点位置为所述激光点的位置坐标。


5.根据权利要求3所述方法，其特征在于，所述基于关键点配准确定各可见光图像相对于初始可见光图像的像素距离包括，
识别可见光图像关键点并组成集合识别初始可见光图像关键点并组成集合，并提取表述每个所述关键点特征的特征向量和，其中，为关键点集合中第i个关键点的特征向量，为关键点集合中第j个关键点的特征向量；
在所述特征向量的空间，取关键点集合中关键点i，基于特征向量度量关键点集合每一个关键点与其的相似度，选择其中相似度最佳的关键点为关键点集合中关键点i的配对点，同理依次找出关键点集合和各配对的关键点；
选择可见光图像与初始可见光图像一对匹配的关键点，取可见光图像中的该配对关键点在可见光图像中的坐标和初始可见光图像中该配对关键点在初始可见光图像中的坐标，计算二者横坐标差值作为该对匹配的关键点的横向像素距离，计算二者纵坐标差值作为该对匹配的关键点的纵向像素距离，同上方法计算可见光图像与初始可见光图像其他各对匹配的关键点横向像素距离和纵向像素距离，计算所有成对匹配的关键点的横向像素距离均值和纵向像素距离的均值，作为可见光图像相对于初始可见光图像的横向像素距离和纵向像素距离。


6.根据权利要求4或5所述方法，其特征在于，所述基于各可见光图像的所述像素距离和初始可见光图像中所述激光点的位置坐标和所述二维浓度点阵生成所述第二二维激光点云图各元素包括，
基于各可见光图像的所述像素距离和初始可见光图像中所述激光点的位置坐标利用下式确定所述第二二维激光点云图各元素坐标，

,
其中，所述第二二维激光点云图元素对应所述二维位置点阵的点；
基于所述二维浓度点阵确定所述第二二维激光点云图各元素的值，其中，所述第二二维激光点云图元素的值表示为所述二维浓度点阵图中的元素值。


7.根据权利要求6所述方法，其特征在于，所述基于所述二维浓度点阵图和所述可见光图像组生成第二二维激光点云图还包括，
分别取所述第二二维激光点云图中各点，计算其与周边各相邻各点的距离；
对所述距离计算取均值，如果所述均值低于设定的第三阈值，则删除该点。


8.根据权利要求7所述方法，其特征在于，所述基于所述二维浓度点阵和所述可见光图像组生成第二二维激光点云图还包括，
把所述第二二维激光点云图各元素按元素坐标以设定的标记投射到初始可见光图像中，生成浓度可见光图，其中，所述标记的形状或颜色根据元素值大小设定。


9.一种基于激光扫描生成二维激光点云图的装置，其特征在于，包括，
扫描控制模块，用于控制云台基于设置的二维位置点阵逐点移动，以带动安装于云台上激光检测器同步移动；
浓度采集模块，用于当云台移动到所述二维位置点阵的点时控制安装于云台上的激光检测器检测待测物体表面的被检气体的浓度值，并采集该浓度，在所述二维位置点阵的各点检测的所述浓度生成二维浓度点阵，其中，为所述二维位置点阵的横向索...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄尔齐，陈林森，李昀谦，
申请(专利权)人：南京智谱科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32