[实用新型]一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达

说明书

本实用新型公开了一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达，包括激光雷达本体和竖直向设置的云台支撑杆，所述云台支撑杆的顶端安装有云台旋转部件，所述云台旋转部件上安装有位置传感器，用来对旋转的云台旋转部件的实时位置进行检测，进而对激光雷达本体的旋转角度进行检测，所述云台旋转部件上安装有横向设置的旋转臂，且旋转臂的外端部设有安装座，所述激光雷达本体呈竖直扫描状态固定在安装座上。本实用新型中激光雷达本体是呈竖直安装的解决竖向角分辨率差的问题，云台旋转部件是进行水平旋转，解决水平角分辨率差的问题，并通过结合位置传感器解决激光雷达本体采集的数据定位问题，最后通过智能算法，实现高密度点云3D建模。

技术领域

本实用新型涉及激光雷达技术领域，具体为一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达。

背景技术

市面上的激光雷达大都采用水平安装及固定安装的方式来实现对物体的雷达探测功能，一般探测距离不超过100米，而且受角分辨率的影响，点云密度随探测距离的增加而减少，无法根据探测结果构建真实有效的点云3D模型，尤其在探测距离要求150米到300米的应用场合，市场上的应用产品无法满足使用需求。因此我们提供一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达。

实用新型内容

为解决现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了如下的技术方案：

本实用新型一种具有高密度点云的数据采集功能的激光雷达，包括激光雷达本体和竖直向设置的云台支撑杆，所述云台支撑杆的顶端安装有云台旋转部件，所述云台旋转部件上安装有位置传感器，用来对旋转的云台旋转部件的实时位置进行检测，进而对激光雷达本体的旋转角度进行检测，所述云台旋转部件上安装有横向设置的旋转臂，且旋转臂的外端部设有安装座，所述激光雷达本体呈竖直扫描状态固定在安装座上；

在工作时，利用云台旋转部件带动激光雷达本体以云台旋转部件为圆心进行旋转扫描，同时利用位置传感器对云台旋转部件的实时旋转位置信息数据进行采集；从而同步实现对激光雷达本体旋转扫描过程中探测的雷达数据信息和旋转角度数据信息的采集，进而完成高密度点云的数据采集，最后通过智能算法进行高密度点云建模。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的高密度点云建模的智能算法是，

步骤1、在激光雷达本体不旋转的状态中，通过激光雷达本体采集源点云数据p0；

步骤2、对源点云数据p0进行平移旋转得到目标点云数据q0，从而得到含有若干个目标点云数据q0的目标点云数据集Q；

步骤3、对相邻两帧的目标点云数据集Q做ICP计算，实现目标点云数据集Q的空间匹配和新对应关系的确立；

步骤4、对步骤3得到的数据采用统计滤波器进行帧间位置滤波，去除明显离群点，实现对数据的下采样和平滑数据的作用；

步骤5、循环执行步骤3和步骤4，每执行一次运算数据量减少一半，通过多次算法迭代之后数据收敛到指定阈值Th从而得到高密度点云数据M；

步骤6、对高密度点云数据M进行点云合并，实现对高密度点云的3D模型建立。

作为本实用新型的一种优选技术方案，所述的对源点云数据p0进行平移旋转得到目标点云数据q0的方法是，旋转雷达得到步骤2中的点云数据q0，其中q0＝R0*p0＝R_x(α)*R_y(β)*R_z(γ)*p0，其中R0表示旋转矩阵；α、β、γ分别表示x、y、z方向的偏转角度；R_x(α)、R_y(β)、R_z(γ)分别为x、y、z方向的偏转方向上的旋转矩阵；

其中和