【技术实现步骤摘要】
一种用于动目标场景的激光三维点云重构方法
[0001]本专利技术涉及空间目标三维成像
，特别涉及一种用于动目标场景的高密度激光三维点云重构方法。
技术介绍
[0002]空间目标三维重构可以对目标细节进行识别确认，是空间态势感知的重要环节。当前，空间目标三维重构主要基于立体视觉和激光雷达两种方式。激光雷达通过对目标表面反射回来的信号进行处理来获得目标的信息，其以精度高、速度快、效率高、测量目标种类多、可靠性高等优点而被广泛应用，而且不受光照制约，可以全天时工作，是空间目标信息获取的重要途径。
[0003]传统的激光三维重构主要采用机械扫描和闪光成像。机扫式激光雷达扫描速度慢、体积大，高分辨率工作效率低，基于该体制的激光雷达点云重构方法，如：三维点云重构方法、系统、电子设备及存储介质(专利申请号：2021100978067)，无法对高速目标进行探测识别；闪光式激光雷达采用面阵探测器，对于远距离探测，为了满足信噪比要求，需要超大光学接收口径或超限供能，基于该体制的激光雷达点云重构方法，如：一种基于三维点云数据特征轻量...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于动目标场景的激光三维点云重构方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取激光点云数据，得到动目标场景当前位置处的三维点云图像；重复上述操作，获得多个采样时刻不同位置的动目标场景三维点云图像；对三维点云图像的激光点云数据进行预处理，完成点云滤波、点云精简、点云平滑、点法向量估计处理；S2、对步骤S1相邻两次采样获得的三维点云图像中的点云数据进行粗糙配准和精细配准，实现两幅采样图像的位置找正；S3、提取S1中下一采样时刻的三维点云图像，重复S2，与前一次采样的图像进行配准，直到全部采样时刻的三维点云图像完成配准；S4、将步骤S3配准后的点云数据采用Alpha shapes算法完成点云到曲面的场景重建；S5、将步骤S4场景重建后的激光点云通过三角网格孔洞修补算法对点云丢失或者点云稀疏区域的数据完成空洞修补，完成场景重建优化。2.根据权利要求1所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，所述步骤S1采用欠采样的方式获取激光点云数据。3.根据权利要求2所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，所述激光点云数据硬件平台实现，包括：脉冲激光器、扩束光学系统、接收光学系统、空间光调制器、光电探测器、数据采集模块；空间光调制器放置在接收光学系统光路的一次焦面处；基于所述硬件平台，对当前位置处的动目标场景获取激光点云数据的具体方式为：以脉冲激光器作为激光光源，激光光源发射出的激光信号经扩束光学系统准直输出激光信号并入射到动目标场景上，入射的激光经过动目标场景发生散射，得到散射回波激光信号，散射回波激光信号经接收光学系统进行汇聚，在接收光学系统光路的一次焦面处汇聚的回波激光信号经空间光调制器按照预设二维编码图案进行欠采样，欠采样后的激光信号被光电探测器接收并转换为电信号输出到数据采集模块，数据采集模块输出激光回波信号的强度量化值序列；改变预设的二维编码图案，重复上述过程，连续采样Q次，将得到的Q个激光回波信号的强度量化值序列输入到深度分层场景恢复算法中，计算出激光点云的三维坐标数据，得到动目标场景当前位置处的三维点云图像，Q＞1。4.根据权利要求3所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，所述硬件平台还包括时空调制器，激光光源发射出的激光信号经过时空调制器，在时间维度进行由“0”“1”组成的时间编码，作用到激光源上，被扩束光学系统接收。5.根据权利要求1所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，步骤S1所述点云滤波采用孤点滤波或统计学滤波算法实现，滤除激光点云数据中的非数值点、无穷值点和离群点。6.根据权利要求1所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，步骤S1所述点云精简处理中使用体素化采样方法，采样点的集合作为点云平滑处理的输入。7.根据权利要求1所述的一种用于动目标场景的激光点云重构方法，其特征在于，步骤S1所述点云平滑处理采用最小二乘法...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵思思，沈振民，张景豪，李同，杨梦婕，尚卫东，苏云，郑永超，
申请(专利权)人：北京空间机电研究所，
类型：发明
国别省市：
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