【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及仓房点云图形拼接的，尤其是涉及一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法。
技术介绍
1、采用激光雷达三维扫描技术测量物料堆体积是一种常见的技术方案，由于激光雷达安装高度受限时扫描区域也是有限的，对于一个大型物料堆，通常需要设置多个测站以完成全覆盖扫描，每站扫描获得的点云数据只能覆盖扫描对象的部分区域，且每站点云数据坐标系都相对独立，只有经过拼接才能将多站扫描转换到统一的坐标系统中，进而得到扫描对象完整的点云数据。将不同视点和坐标系统中的点云数据统一到固定坐标系统的过程叫做点云图形拼接，点云图形多测站拼接(点云配准)是点云数据处理的基础和关键。
2、点云图形拼接问题的相关研究较多，目前最具代表性的点云精配准算法为迭代最近点算法，该算法的优势是配准精确，适用广泛，然而该算法需要两个点集有重叠部分，计算量较大，且原理复杂，不易于理解和编程实现。同时仓房内物料堆也十分常见，现有的点云配准算法大多没有结合仓房内物料堆的实际情况，针对性不强。
技术实现思路
1、根据现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，具有有效解决仓房内大型堆场点云拼接问题，算法思路简洁，原理简单，复杂度低，易于理解和编程实现，同时算法结果可靠，适用性好的效果。
2、本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
3、一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，包括以下步骤：
4、s1、建立全局坐标系，选取仓
5、s2、布设测站并进行测站定位，采用测量工具确定各个测站在全局坐标系下的空间位置坐标(x0，y0，z0)；
6、s3、建立局部坐标系，以测站中心为原点建立局部坐标系；
7、s4、读取测站的点云数据文件；
8、s5、测点局部坐标计算，在局部坐标系下将原始点云数据测点的球坐标(α，β，r)转换为空间直角坐标(x，y，z)，并使局部坐标下测站的点云图形方位旋转至与实际方位一致；
9、s6、测站全局坐标转换，将步骤s5中的空间直角坐标平移到全局坐标系中，平移公式如下：
10、x＝x+x0
11、y＝y+y0
12、z＝z+z0
13、上式中，(x0，y0，z0)为测站设备的全局坐标，(x，y，z)为测点的局部坐标，(x，y，z)为测点的全局坐标；
14、s7、重复步骤s4～s6，完成其余测站的测点坐标处理；
15、s8、多测站测点合并，将上述各个测站全局坐标系下的测点合并到一起；
16、s9、生成点云图形，利用测站合并后的测点生成点云三维散点图。
17、通过采用上述技术方案，建立一个全局的空间直角坐标系，以各个测站设备中心为原点建立局部坐标系，通过各个测站的设备位置建立两个坐标系之间的联系以及各个测站之间的联系，将各个测站的点云图形转换到全局坐标系下，从而实现点云图形拼接，有效解决了仓房内大型堆场点云拼接问题，算法思路简洁，原理简单，复杂度低，易于理解和编程实现；算法结果可靠，适用性好。
18、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤s5中测点的球坐标转换为空间直角坐标的计算公式为：
19、x＝rsinβcosα
20、y＝r sinβsinα
21、x＝r cosβ
22、上式中，α为测点的水平角度，β为测点的垂直角度，r为激光雷达的测距值。
23、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤s5中测站的点云图形方位旋转的具体方法为：
24、以仓房仓壁为参考，点云图形平面图按照上北下南、左西右东确定方位，使点云图形方位水平旋转，旋转后的点云图形平面中的北仓壁位于上侧，点云图形平面中的南仓壁位于下侧，点云图形平面中的西仓壁位于左侧，点云图形平面中的东仓壁位于右侧；
25、测点水平旋转变换公式如下：
26、x＝rsinβcos(α+△α)
27、y＝rsinβsin(α+△α)
28、x＝r cosβ
29、上式中，△α为水平转动角度。
30、本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述步骤s2中，在布设测站时，保证各个测站的扫描区域均包括部分仓房仓壁。
31、综上所述，本专利技术包括以下至少一种有益技术效果：
32、本专利技术通过建立一个全局的空间直角坐标系，以各个测站设备中心为原点建立局部坐标系，通过各个测站的设备位置建立两个坐标系之间的联系以及各个测站之间的联系，以仓房仓壁为参考，将各个测站的点云图形转换到全局坐标系下，从而实现点云图形拼接，针对性地解决了仓房内大型堆场点云拼接问题，且算法思路简洁，原理简单，复杂度低，易于理解和编程实现。
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1.一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：所述步骤S5中测点的球坐标转换为空间直角坐标的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：所述步骤S5中测站的点云图形方位旋转的具体方法为：
4.根据权利要求3所述的一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：所述步骤S2中，在布设测站时，保证各个测站的扫描区域均包括部分仓房仓壁。
【技术特征摘要】
1.一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种仓房内物料堆多测站点云图形简易拼接方法，其特征在于：所述步骤s5中测点的球坐标转换为空间直角坐标的计算公式为：
3.根据权利要求2所述的一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：揣君，刘永超，王录民，袁庆利，许启铿，王有安，
申请(专利权)人：郑州工业应用技术学院，
类型：发明
国别省市：
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