UGV和UAV自动提供其激光雷达数据参照进行3D探测的系统技术方案

本公开涉及UGV和UAV自动提供其激光雷达数据参照进行3D探测的系统。该系统包括两个激光雷达装置，其中一者被安装在AGV上，另一者被安装在UAV上。该系统还包括具有采用相对于彼此的空间固定布置的第一标记和第二标记的参考单元。执行对第一标记的自动检测，并执行第一激光雷达装置对该第一标记的协作测量，以确定提供第一标记相对于第一激光雷达装置的相对位置信息的相对位置数据。考虑该相对位置数据和关于第一标记和第二标记相对于彼此的空间固定布置的空间3D信息，以执行对第二标记的自动检测，并执行第二激光雷达装置对第二标记的协作测量。考虑第一标记和第二标记的协作测量，以用于UGV和UAV激光雷达装置的激光雷达数据相对于公共坐标系的参照。据相对于公共坐标系的参照。据相对于公共坐标系的参照。

【技术实现步骤摘要】
UGV和UAV自动提供其激光雷达数据参照进行3D探测的系统


[0001]本专利技术一种涉及通过无人驾驶地面载具(UGV)和无人驾驶飞行器(UAV)来提供环境的3D探测的系统。

技术介绍

[0002]举例来说，三维探测被用于评估关注区域(例如，诸如建筑工地、工业工厂、商业综合设施或洞穴之类的受限或危险区域)的实际状况。可以将3D探测的结果用于高效地规划下一工作步骤或适当的动作，以对确定的实际状况作出反应。
[0003]工作步骤的决策制定和规划进一步借助于实际状态的专用数字可视化(例如，采用点云或矢量文件模型的形式)或者借助于利用3D探测数据的增强现实功能来进行辅助。
[0004]3D探测通常涉及借助于激光扫描仪对环境进行光学扫描和测量，该激光扫描仪例如使用脉冲电磁辐射来发射测量激光束。通过接收来自环境的反向散射表面点的回波，得出距该表面点的距离并将该距离与关联的测量激光束的角度发射方向相关联。这样，生成三维点云。例如，距离测量可以基于脉冲的飞行时间、形状和/或相位。
[0005]对于附加信息，可以例如借助于RGB摄像头或红本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提供环境的3D探测的系统，其中，所述系统包括第一激光雷达装置和第二激光雷达装置，其中，所述第一激光雷达装置和所述第二激光雷达装置中的一者是UGV激光雷达装置(3)，所述UGV激光雷达装置(3)被具体预知用于无人驾驶地面载具(1)的画面合成，并且被配置成生成UGV激光雷达数据，以提供与所述UGV激光雷达装置(3)有关的所述环境的协作扫描，所述第一激光雷达装置和所述第二激光雷达装置中的另一者是UAV激光雷达装置(4)，所述UAV激光雷达装置(4)被具体预知用于无人驾驶飞行器(2)的画面合成，并且被配置成生成UAV激光雷达数据，以提供与所述UAV激光雷达装置(4)有关的所述环境的协作扫描，并且所述系统被配置成提供所述UGV激光雷达数据和所述UAV激光雷达数据相对于公共坐标系的参照，以用于确定所述环境的3D探测点云，其特征在于，所述系统包括参考单元(15)，所述参考单元包括第一标记和第二标记(16A、16B、17、30)，其中，所述第一标记和所述第二标记采用相对于彼此的空间固定布置，并且所述第一标记和所述第二标记中的每一者被配置作为激光雷达装置(3、4)对相应标记进行协作测量的目标，其中，所述系统被配置成：执行对所述第一标记(16A、16B、17、30)的自动检测，并且执行所述第一激光雷达装置(3、4)对所述第一标记(16A、16B、17、30)的协作测量，以确定相对位置数据，所述相对位置数据提供所述第一标记(16A、16B、17、30)相对于所述第一激光雷达装置(3、4)的相对位置信息，考虑所述相对位置数据以及关于所述第一标记和所述第二标记(16A、16B、17、30)相对于彼此的所述空间固定布置的空间3D信息，以执行对所述第二标记(16A、16B、17、30)的自动检测，并且执行所述第二激光雷达装置(3、4)对所述第二标记(16A、16B、17、30)的协作测量，以及考虑对所述第一标记(16A、16B、17、30)的所述协作测量以及对所述第二标记(16A、16B、17、30)的所述协作测量，以提供所述UGV激光雷达数据和所述UAV激光雷达数据相对于所述公共坐标系的所述参照。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一标记和所述第二标记中的一者是UGV标记(16A、16B、30)，所述UGV标记被配置成：在所述参考单元的标称安装中，按照所述UGV激光雷达装置(3)能够执行对所述UGV标记(16A、16B、30)的协作测量的方式，以空间方式设置所述UGV标记，其中，对所述UGV标记的所述协作测量是从与所述UGV(1)上的所述UGV激光雷达装置(3)的所述画面合成相关联的侧视视场来执行的，所述第一标记和所述第二标记中的另一者是UAV标记(17、30)，所述UAV标记被配置成：在所述参考单元的所述标称安装中，按照所述UAV激光雷达装置(4)能够执行对所述UAV标记(17、30)的协作测量的方式，以空间方式设置所述UAV标记，其中，所述UAV标记(17、30)的所述协作测量是从与所述UAV(2)上的所述UAV激光雷达装置(4)的所述画面合成相关联的俯视视场来执行的。
3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述系统被配置成访问指派数据，所述指派数据提供关于所述第一标记和所述第二标记(16A、16B、17、30)相对于彼此的所述空间固定布置的所述空间3D信息，和/或所述第一标记和所述第二标记中的至少一者包括视觉码、特别是条形码、更特别是矩阵条形码，所述视觉码提供关于所述第一标记和所述第二标记相对于彼此的所述空间固定布置的所述空间3D信息，其中，所述系统被配置成通过使用视觉拾取装置(3、4)来确定关于所述第一标记和所述第二标记相对于彼此的所述空间固定布置的所述空间3D信息。4.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述UGV激光雷达装置(3)对所述环境的所述协作扫描是根据由所述UGV激光雷达装置(3)本地提供的UGV扫描图案来提供的，其中，所述UGV扫描图案具有与所述UGV激光雷达装置(3)有关的多个扫描方向，所述UAV激光雷达装置(4)对所述环境的所述协作扫描是根据由所述UAV激光雷达装置(4)本地提供的UAV扫描图案来提供的，其中，所述UAV扫描图案具有与所述UAV激光雷达装置(4)有关的多个扫描方向，并且所述UGV扫描图案与所述UAV扫描图案提供了所述多个扫描方向的相同的局部角度分布、各个扫描方向的相同的角度点分辨率、以及相同的距离分辨率。5.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述UGV激光雷达装置(3)和所述UAV激光雷达装置(4)在各种情况下被实施为激光扫描仪，所述激光扫描仪被配置成借助于激光束(11)绕两个旋转轴线(5、14)的旋转来生成激光雷达数据，其中，所述激光扫描仪包括旋转体(12)，所述旋转体被配置成绕所述两个旋转轴线中的一者旋转，并且提供所述激光束(11)的出射部分和返回部分的可变偏转，从而提供所述激光束绕所述两个旋转轴线中的所述一者的旋转，所述两个旋转轴线中的所述一者是快速轴线(14)，所述旋转体(12)是以至少50Hz绕所述快速轴线(14)旋转的，所述激光束是以至少0.5Hz绕所述两个旋转轴线中的另一者旋转的，所述两个旋转轴线中的所述另一者是慢速轴线(5)，所述激光束(11)被发射作为脉冲激光束，特别是其中，所述脉冲激光束包括每秒150万个脉冲，从而提供每秒至少30万个点的所述激光雷达数据的点采集速率，并且对于所述激光束(11)绕所述两个轴线(5、14)的所述旋转，绕所述快速轴线(14)的视场为130度，而绕所述慢速轴线(5)的视场为360度。6.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一标记和所述第二标记(16A、16B、17、30)被设置在公共部件上，使得所述第一标记和所述第二标记的所述相对空间布置是机械固定的，特别是其中，所述公共部件包括校准指示器，所述校准指示器提供所述公共部件相对
于外部坐标系或者相对于基本方向的校准的视觉确定，以建立所述标称安装。7.根据前述权利要求中任一项所述的系统，其特征在于，所述第一标记和所述第二标记(16A、16B、17、30)中的至少一者包括视觉上能够检测的图案，所述视觉上能够检测的图案特别是由不同反射率、不同灰度级和/或不同颜色的区域来提供的，所述系统被配置成通过以下方式来确定所述图案的3D取向：确定所述图案的强度图像中的几何特征(31、32、33)，其中，所述图案的所述强度图像是通过利用所述UGV激光雷达装置(3)或所述UAV激光雷达装置(4)的激光雷达测量束(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：海克斯康地球系统服务公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：