[发明专利]一种舞台场景点云扫描站点选取与路径规划方法

说明书

本发明涉及一种舞台场景点云扫描站点选取与路径规划方法和标定装置。其中的方法包括：通过移动平台遍历待扫描场景，获取舞台的二维栅格地图，基于SDF有向距离场计算获取最优站点，并基于Dijkstra算法和蚁群算法获取最优路径，控制移动平台按最优路径移动到最优站点，启动升降梯和扫描仪本体进行扫描，判断扫描设备是否遍历所有最优站点，若否，重复步骤获取最优站点和最优路径。本发明通过完全自主选取站点和路径规划，大大缩短了人工成本和扫描时间，提高了扫描效率和重建效果。

技术领域

本发明涉及舞台场景点云扫描站点选取与路径规划方法，属于测量技术领域。

背景技术

三维点云扫描与重建是目前计算机视觉领域的主要研究方向。在舞台大场景三维扫描方面，目前主要通过激光雷达或站点式三维激光扫描仪扫描，但激光雷达获取的点云稠密度较低。而站点式三维激光扫描仪需要手动选取站点扫描，人工成本和时间成本较高。

发明内容

本发明提供一种舞台场景点云扫描站点选取与路径规划方法，旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

本发明的技术方案基于一种舞台场景的扫描设备和标定装置，所述扫描设备包括有扫描仪本体、升降梯和移动平台，其中，扫描仪本体扫描被测舞台场景，获取单站的点云；升降梯用于调节扫描仪的高度，便于更好的扫描被测场景；移动平台用来建图导航和移动扫描仪。

本发明的技术方案一方面涉及一种舞台场景点云扫描站点选取与路径规划方法，应用于扫描设备，其中，所述扫描设备包括有扫描仪本体、升降梯和移动平台。在本方面，根据本发明的方法包括以下步骤：

S100、通过移动平台遍历待扫描场景，获取舞台的二维栅格地图；

S200、基于SDF有向距离场计算获取最优站点，并基于Dijkstra算法和蚁群算法获取最优路径；

S300、控制移动平台按最优路径移动到最优站点，启动升降梯和扫描仪本体进行扫描；判断扫描设备是否遍历所有最优站点，若否，重复步骤S200。

进一步，所述步骤S200包括：

S210、初始化子程序，获得初始SDF；

S220、判断是否存在可行站点；

S230、若是，更新SDF和路径；

S240、若否，求解站点遍历路径。

进一步，所述步骤S210包括：

S211、载入所述二维网格地图；

S212、裁剪所述二维网格地图以缩减地图尺寸；

S213、计算所述二维网格地图的可达区域；

S214、计算所述二维网格地图的初始SDF。

进一步，所述步骤S230包括：

S231、新建以(d，P)二元组为元素的优先队列Q，元素d按升序排列，其中，P表示地图中可达地点，S_i表示给定站点，d表示S_i到P的某一条路径的长度；

S232、Q的初始值为(0，S_i)，其中，除S_i以外的所有可达点设置为未访问；

S233、若Q非空，则取出队首元素(d，P)；否则，跳转执行步骤S225；

S234、松弛P的邻居N，跳转执行步骤S223；

S235、程序结束。

进一步，所述步骤S230中，通过以下算法更新SDF：