一种空间信息采集系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术提供一种空间信息采集系统及其控制方法，其中，所述系统包括图像采集装置、激光雷达和控制器，通过控制器在检测到所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述激光雷达和所述图像采集装置同步采集数据，能在一定程度上解决激光雷达和图像采集装置非同步采集数据而影响测量数据的准确性和可靠性的问题。的准确性和可靠性的问题。的准确性和可靠性的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种空间信息采集系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及传感探测
，尤其涉及一种空间信息采集系统及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术，尤以虚拟空间、增强现实、自动驾驶技术的发展，对三维空间的信息采集技术的需求变得越来越迫切，现有技术大多都是采用激光雷达和摄像机结合实现空间信息的采集。
[0003]现有技术中，激光雷达和摄像机的采集总是难以做到完全一致导致测量数据不准确。因此，如何实现激光雷达和摄像头的同步采集仍是目前亟待解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种空间信息采集系统及其控制方法，以在一定程度上解决激光雷达和摄像头非同步采集数据而影响测量数据的准确性和可靠性的问题。
[0005]本专利技术第一方面提供一种空间信息采集系统，包括图像采集装置、激光雷达和控制器；所述图像采集装置旋转的角速度和所述激光雷达扫描的角速度相同；
[0006]所述激光雷达，用于发出激光光束对目标空间进行扫描，以获取所述目标空间的三维点云数据；
[0007]所述图像采集装置，用于对其视场范围内的目标空间进行曝光，以采集所述目标空间的二维图像数据；
[0008]所述控制器，用于在检测到所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述激光雷达和所述图像采集装置同步采集数据。
[0009]优选的，所述图像采集装置包括图像传感模块、镜头模块和光遮挡件；所述镜头模块设置在壳体中；所述光遮挡件设置在所述壳体中，且所述光遮挡件位于所述镜头模块和所述图像传感模块之间的空间中，或所述光遮挡件位于所述镜头模块前面的空间中；
[0010]所述图像传感模块用于接收通过所述镜头模块的光；
[0011]所述光遮挡件用于限制所述图像传感模块在水平方向上的视场角；
[0012]且所述图像传感模块采用N行*M列的像素阵列记录图像；其中，N/M小于0.1且N小于预设的行数阈值；
[0013]且所述图像采集装置中的像素面积为预设的参考像素面积的100倍及以上。
[0014]优选的，所述图像光遮挡件为矩形窗片，且所述矩形窗片的水平方向上的长度小于垂直方向上的长度。
[0015]优选的，所述图像采集装置包括图像传感模块，且所述图像传感模块包括像素阵列单元、放大器和信号处理单元；
[0016]所述像素阵列单元用于接收光子并输出像素信号；
[0017]所述放大器用于对所述像素阵列单元输出的像素信号进行放大；
[0018]所述信号处理单元用于将所述放大器输出的像素放大信号进行处理并转换成数字信号。
[0019]优选的，所述激光雷达包括电机，所述图像采集装置安装在所述电机的转子上，并设置所述图像采集装置的视场角中心线和所述激光雷达的发射中心线在水平方位重合。
[0020]优选的，所述图像采集装置包括图像采集模块和驱动模块；所述驱动模块受控于所述控制器，以驱动所述图像采集模块旋转；且所述激光雷达位于所述图像采集装置的上方或下方。
[0021]优选的，所述控制器还用于接收所述图像采集模块实时发送的水平视场角中心线的第一水平方位角和第一角速度，及接收所述激光雷达实时发送的激光光束的第二水平方位角和第二角速度，并根据所述第一水平方位角、所述第一角速度、所述第二水平方位角和所述第二角速度，以所述激光光束和所述水平视场角中心线在水平方位的角度和角速度一致为目标，控制所述驱动模块旋转。
[0022]优选的，所述控制器用于获取所述激光雷达的光束发射驱动脉冲信号，并在所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，根据所述光束发射驱动脉冲信号生成帧触发信号发送给所述图像采集装置，以使得所述图像采集装置根据所述帧触发信号对其视场范围内的目标空间进行曝光。
[0023]优选的，所述空间信息采集系统还包括融合装置，所述融合装置用于将所述激光雷达采集的三维点云数据与所述图像采集装置采集的二维图像数据进行融合。
[0024]本专利技术第二方面提供一种空间信息采集系统的控制方法，包括：
[0025]在所述激光雷达发出激光光束对目标空间进行旋转扫描时，实时获取所述激光雷达的第一水平方位角；
[0026]在检测到所述第一水平方位角和所述图像采集装置水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述图像采集装置进行曝光。
[0027]与现有技术相比，本专利技术提供的空间信息采集系统的有益效果如下：
[0028]本专利技术提供的空间信息采集系统包括图像采集装置、激光雷达和控制器，通过控制器在检测到所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述激光雷达和所述图像采集装置同步采集数据，能在一定程度上解决激光雷达和图像采集装置非同步采集数据而影响测量数据的准确性和可靠性的问题。
附图说明
[0029]图1是本专利技术实施例提供的空间信息采集系统的结构框图；
[0030]图2是本专利技术实施例提供的矩形窗片的结构示意图；
[0031]图3是本专利技术实施例提供的未添加矩形窗片的图像采集装置的水平视场角和添加矩形窗片的图像采集装置的水平视场角的对比图；
[0032]图4是本专利技术实施例提供的空间信息采集系统中图像采集装置采集的图像信息和激光雷达点云截面叠加图、点云距离图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]参见图1，图1是本专利技术实施例提供的空间信息采集系统的结构框图。具体的，本实施例的空间信息采集系统包括图像采集装置、激光雷达和控制器；其中，所述图像采集装置旋转的角速度和所述激光雷达扫描的角速度相同；
[0035]所述激光雷达，用于发出激光光束对目标空间进行扫描，以获取所述目标空间的三维点云数据；
[0036]所述图像采集装置，用于对其视场范围内的目标空间进行曝光，以采集所述目标空间的二维图像数据；
[0037]所述控制器，用于在检测到所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述激光雷达和所述图像采集装置同步采集数据。
[0038]其中，所述图像采集装置可以是卷帘曝光模式相机或者是全局曝光模式相机，其中全局曝光模式相机对整幅画面同时曝光，而卷帘曝光模式相机光则是按照摄像头的时序逐行进行曝光。
[0039]其中，激光雷达内置有电机，由电机驱动激光雷达以旋转的方式对目标空间进行扫描。所述激光雷达优选为多线激光雷达。
[0040]示例性的，可以将图像采集装置直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种空间信息采集系统，其特征在于，包括图像采集装置、激光雷达和控制器；所述图像采集装置旋转的角速度和所述激光雷达扫描的角速度相同；所述激光雷达，用于发出激光光束对目标空间进行扫描，以获取所述目标空间的三维点云数据；所述图像采集装置，用于对其视场范围内的目标空间进行曝光，以采集所述目标空间的二维图像数据；所述控制器，用于在检测到所述激光雷达的激光光束的第一水平方位角和所述图像采集装置的水平视场角中心线的第二水平方位角一致时，控制所述激光雷达和所述图像采集装置同步采集数据。2.如权利要求1所述的空间信息采集系统，其特征在于，所述图像采集装置包括图像传感模块、镜头模块和光遮挡件；所述镜头模块设置在壳体中；所述光遮挡件设置在所述壳体中；且所述光遮挡件位于所述镜头模块和所述图像传感模块之间的空间中，或所述光遮挡件位于所述镜头模块前面的空间中；所述图像传感模块用于接收通过所述镜头模块的光；所述光遮挡件用于限制所述图像传感模块在水平方向上的视场角；且所述图像传感模块采用N行*M列的像素阵列记录图像；其中，N/M小于0.1且N小于预设的行数阈值；且所述图像采集装置中的像素面积为预设的参考像素面积的100倍及以上。3.如权利要求2所述的空间信息采集系统，其特征在于，所述图像光遮挡件为矩形窗片，且所述矩形窗片的水平方向上的长度小于垂直方向上的长度。4.如权利要求1所述的空间信息采集系统，其特征在于，所述图像采集装置包括图像传感模块，且所述图像传感模块包括像素阵列单元、放大器和信号处理单元；所述像素阵列单元用于接收光子并输出像素信号；所述放大器用于对所述像素阵列单元输出的像素信号进行放大；所述信号处理单元用于将所述放大器输出的像素放大信号进行处理并转换成数字信号。5.如权利要求1所述的空间信息采集系统，其特征在于，所述激光...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧祥，胡闻，颜沁睿，
申请(专利权)人：广州宸境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：