盘煤仪三维激光点云调畸变方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及盘煤仪技术领域，尤其涉及一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法及系统，所述方法包括以下步骤：采集煤堆的3D激光点云数据，并通过煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据；获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据；通过畸变位置数据和真实位置数据对比获取畸变校正函数；通过畸变校正函数对煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据。本发明专利技术还公开了一种盘煤仪三维激光点云调畸变系统。本发明专利技术通过利用参数标定好的摄像头来获取真实位置数据，进而对畸变位置数据进行校正，避免了激光扫描进行三维构建中出现点云畸变影响盘煤结果的技术问题。技术问题。技术问题。

【技术实现步骤摘要】
盘煤仪三维激光点云调畸变方法及系统


[0001]本专利技术涉及盘煤仪
，尤其涉及一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法及系统。

技术介绍

[0002]目前，针对煤场的煤堆进行盘煤工作，其手段主要包括无人机盘煤或激光盘煤，无人机盘煤大多应用计算机视觉方式进行，目前由于受限于带宽及无人机本身算力所限，通常准确性不能得到很好保证。
[0003]而对于激光盘煤技术手段来说，现有技术是将激光扫描仪安装在棚顶上，通过多个激光扫描仪点云数据拼接配准完成整个煤场盘点。但是在激光扫描进行三维构建中会出现点云畸变，从而影响最后的盘煤结果。
[0004]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法及系统，旨在解决现有技术中激光扫描进行三维构建中出现点云畸变影响盘煤结果的技术问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法，所述方法包括以下步骤：采集煤堆的3D激光点云数据，并通过所述煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据；获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据；通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数；通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据。
[0007]可选地，所述通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数的步骤，包括：通过旋转矩阵将所述真实位置数据转换成激光雷达数据；将所述激光雷达数据和所述畸变位置数据进行对比形成偏差矩阵；通过对所述偏差矩阵进行处理获取畸变校正函数。
[0008]可选地，所述通过对所述偏差矩阵进行处理获取畸变校正函数的步骤，包括：基于垂直点为中心进行半径递增对偏差矩阵中各个点阵偏差数据分别求解系数k1、k2和k3;通过所述系数k1、k2和k3确定泰勒展开式，所述泰勒展开式为畸变校正函数。
[0009]可选地，所述获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据的步骤之前，还包括：
通过相机标定板对摄像头进行标定，获取摄像头的内部参数和外部参数，并通过所述内部参数和所述外部参数对所述摄像头进行参数标定。
[0010]可选地，所述通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据的步骤之后，还包括：对所述畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据进行配准处理，得到配准之后的煤堆的3D激光点云数据；对所述配准之后的煤堆的3D激光点云数据进行分割处理，得到煤堆的体积参数。
[0011]此外，为实现上述目的，本专利技术还提供一种盘煤仪三维激光点云调畸变系统，所述系统包括：数据采集模块，用于采集煤堆的3D激光点云数据，并通过所述煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据；参数标定模块，用于获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据；数据比较模块，用于通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数；数据校正模块，用于通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据。
[0012]可选地，所述数据比较模块，包括：数据转换模块，用于通过旋转矩阵将所述真实位置数据转换成激光雷达数据；矩阵形成模块，用于将所述激光雷达数据和所述畸变位置数据进行对比形成偏差矩阵；函数形成模块，用于通过对所述偏差矩阵进行处理获取畸变校正函数。
[0013]可选地，所述函数形成模块，具体用于基于垂直点为中心进行半径递增对偏差矩阵中各个点阵偏差数据分别求解系数k1、k2和k3，通过所述系数k1、k2和k3确定泰勒展开式，所述泰勒展开式为畸变校正函数。
[0014]可选地，所述系统还包括：参数获取模块，用于通过相机标定板对摄像头进行标定，获取摄像头的内部参数和外部参数，并通过所述内部参数和所述外部参数对所述摄像头进行参数标定。
[0015]可选地，所述系统还包括：数据配准模块，用于对所述畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据进行配准处理，得到配准之后的煤堆的3D激光点云数据；数据分割模块，用于对所述配准之后的煤堆的3D激光点云数据进行分割处理，得到煤堆的体积参数。
[0016]本专利技术通过采集煤堆的3D激光点云数据，并通过所述煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据，获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据，通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数，通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据，从而通过畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据获取准确的盘煤结果。
附图说明
[0017]图1为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变方法第一实施例的流程示意图；图2为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变方法第二实施例的流程示意图；图3为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变方法第三实施例的流程示意图；图4为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变系统第一实施例的功能模块示意图；图5为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变系统第二实施例的功能模块示意图；图6为本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变系统第三实施例的功能模块示意图。
[0018]本专利技术目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0019]应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0020]参照图1，本专利技术盘煤仪三维激光点云调畸变方法第一实施例提供一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法，所述方法包括：S10：采集煤堆的3D激光点云数据，并通过所述煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据；需要说明的是，用于采集煤堆的煤堆的3D激光点云数据的设备可以是包含一套2d云台，一台测距200m的高灵敏的盘煤激光雷达，并通过云台和激光雷达逐次扫描，形成3d点云信息。
[0021]可理解的是，畸变位置数据可以通过激光点采集激光标定板中镂空和不镂空处的特征点获取煤堆的3D激光点云数据，再通过测距和激光与云台的角度换算求出xyz坐标。
[0022]S20：获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据；需要说明的是，摄像头参数标定可以是通过相机标定板进行标定，从而获得相机内部参数和外部参数。采集激光标定板的真实位置数据可以是通过采集激光标定板获取相机坐标数据，并通过手动变换获得激光雷达坐标数据坐标，进而得到近似真实世界xyz坐标。
[0023]S30：通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数；在具体实现中，相机的xyz点云矩阵通过旋转矩阵坐标变换到基于激光雷达的原始坐标上，然后对特征点位置数据和相机点云的近似真实数据对比，形成偏差矩阵，通过对偏差矩阵的处理，基于垂直点为中心进行半径递增对各个点阵偏差数据分别求解k1,k2,k3的系数，进而获得泰勒展开式。后期盘煤仪每次扫描完成后通过泰勒展开式求解真实的xyz坐标。
[0024]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盘煤仪三维激光点云调畸变方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采集煤堆的3D激光点云数据，并通过所述煤堆的3D激光点云数据获取畸变位置数据；获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据；通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数；通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述畸变位置数据和所述真实位置数据对比获取畸变校正函数的步骤，包括：通过旋转矩阵将所述真实位置数据转换成激光雷达数据；将所述激光雷达数据和所述畸变位置数据进行对比形成偏差矩阵；通过对所述偏差矩阵进行处理获取畸变校正函数。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过对所述偏差矩阵进行处理获取畸变校正函数的步骤，包括：基于垂直点为中心进行半径递增对所述偏差矩阵中各个点阵偏差数据分别求解系数k1、k2和k3;通过所述系数k1、k2和k3确定泰勒展开式，所述泰勒展开式为畸变校正函数。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取参数标定好的摄像头采集激光标定板的真实位置数据的步骤之前，还包括：通过相机标定板对摄像头进行标定，获取摄像头的内部参数和外部参数，并通过所述内部参数和所述外部参数对所述摄像头进行参数标定。5.如权利要求1~4中任一项所述的方法，其特征在于，所述通过所述畸变校正函数对所述煤堆的3D激光点云数据进行校正，得到畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据的步骤之后，还包括：对所述畸变校正后的煤堆的3D激光点云数据进行配准处理，得到配准之后的煤堆的3D激光点云数据；对所述配准之后的煤堆的3D激光点云数据进行分割...

【专利技术属性】
技术研发人员：匡亮，李浩然，刘莹莹，逯文迪，
申请(专利权)人：济南作为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：