一种用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统，通过将多线激光扫描器安装到可在垂直方向转动的壳体上，使得多线激光扫描器通过垂直方向跟随壳体的转动，使纵向的线数得到了极大的扩展，相比单线激光雷达成倍的提升了旋转的效率，可成倍提高3D点云的合成速度，实现大范围、高密度3D点云数据的合成，进而解决现有激光雷达需消耗大量时间来对超大尺寸场景物体3D点云数据进行合成获取的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统


[0001]本专利技术涉及智能工厂
，尤其涉及一种用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统。

技术介绍

[0002]激光雷达通过向探测目标发射激光束，然后将发射获得的信号与发射的信号进行比较处理后，即可获得探测目标的有关信息，如距离、速度、高度、外形等信息。目前例如扫地机人、无人机、无人车等安装有激光雷达，通过激光雷达获得外界信息。目前在各种智能工厂中，例如水泥包自动装车工作现场，都需要先通过激光雷达对停靠在预定位置的待装载车辆进行三维扫描，以获取待装载车厢的具体位置、可装载空间形状，甚至是实时获取装载机在放包过程中的垛形数据。但是目前在3D点云应用领域，当前主流的是线激光加相机或结构光加相机的硬件模式，这种硬件模式生成的识别范围最大在2米以内，主要集中是30cm范围以内。虽然使用ToF雷达可以生成几十米甚至上百米的点云数据，但ToF雷达主要往多线的方向发展，由1线
→
16线
→
32线
→
128线的方向发展，在纵向的线数有限。普遍一次成像的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统，其特征在于，包括：多线激光扫描器；雷达支架，包括第一壳体、用于安装多线激光扫描器的第二壳体、和安装于第一壳体内的伺服电机，所述第一壳体中设有容纳第二壳体的安置空间，所述第二壳体通过壳体转轴安装于所述安置空间中并可在所述伺服电机带动下相对所述第一壳体转动；所述第二壳体上开设有供内部安装的多线激光扫描器的光束通过的光源窗口，所述光源窗口可跟随第二壳体的转动而进出所述安置空间；控制装置，分别与多线激光扫描器和伺服电机电连接，被配置为从扫描器中获取每一单点激光的距离值、水平角度和序号，根据伺服电机带动的壳体转轴的旋转角度和速度，将从扫描器获取的每一单点激光数据从极坐标转换成支架坐标系下数据，合成激光扫描器在支架坐标系下的点云数据，所述支架坐标系为以壳体转轴轴心为原点，所述壳体转轴轴线分别与支架坐标系X轴与雷达坐标系X轴垂直。2.根据权利要求1所述的用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统，其特征在于：所述控制装置还被配置为获取第n点的单点激光数据在支架的垂直角的角度值Vn，其中v
n
＝(p/((p/360
°
)/s*m
‑
1)*n)，其中p为壳体转轴运行角度，s为壳体转轴的运行速度，m为多线激光扫描器每秒发射的单点激光数。3.根据权利要求2所述的用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统，其特征在于：所述控制装置还被配置为根据各单点激光数据在支架的垂直角的角度值，将从扫描器获取的每一单点激光数据从雷达极坐标系x
’
y
’
z
’
o
’
转换成支架坐标系XYZO下数据(X
n Y
n Z
n
)，其中Y
n
＝d
n
*cos t
n
*sin a
n
；其中X
n
为第n点的单点激光在支架坐标系中的x值，Y
n
为第n点的单点激光在支架坐标系中的y值，Z
n
为第n点的单点激光在支架坐标系中的z值，d
n
为第n点的单点激光数据的距离值，t
n
为第n点的单点激光数据的垂直角度值，a
n
为第n点的单点激光数据的水平角度值，v
n
为第n点的单点激光数据在支架的垂直角的角度值，n为第n个点的变量值，A为雷达极坐标系零点在支架坐标系中的Y分量，B为雷达极坐标系零点在支架坐标系中的X分量。4.根据权利要求1所述的用于获取大范围点云数据的多线激光雷达系统，其特征在于：所述控制装置还被配置为根据伺服电机带动的壳体转轴的旋转角度和速度，将从扫描器获取的每一单点激光数据从极坐标转换成支架坐标系下数据，合成激光扫描器在支架坐标系下的点云数据(X
n Y
n Z
n
)：Y
n
＝d
n
*cos t
n
*sin a
n
；
其中X
n
为第n点的单点激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：王哲象，丁沣城，徐杰，刘福军，李加乐，
申请(专利权)人：杭州明度智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：