3D测绘领域
2024-11-01 09:02:33
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随着激光雷达技术的发展，激光雷达主要利用激光测距原理来获取目标数据，快速反映扫描对象的整体结构及形态特性，广泛应用于基础测绘、三维建模、林业、矿业、码头等各个方面，具体包括盘煤体积、测量木头体积等。这种非接触式测量可快速高效获取点的坐标信息，为测绘成果提供了快速精确的基础数据，应用激光雷的不仅节省了大量的劳动力，还大大提升了工作效率。
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激光雷达计算机视觉体积测量系统技术说明书
I. 前言
激光雷达的优点是立体信息很好，问题是扫描精度差，速度慢。由于计算机视觉传感器采用摄像头，摄像头优点是速度快，精度高，但是是二维平面信息没有高度立体信息。激光雷达技术与计算机视觉技术之间具有很大的互补性，本项目的目的是把激光雷达技术与计算机视觉技术结合来完成对快递邮包的体积测量。
II. 测试系统
III. 测试模组
说明：因为人眼看不见激光雷达的扫描状态，所以用一字形激光器，一字形激光器显示的红色激光线必须与激光雷达的扫描平面重合。由于计算机视觉系统可以通过算法精确定位测试物体的长轴（长度）和短轴（宽度），理论上只要激光雷达扫描过测试物体都可以计算出测试物体的体积参数（长度，宽度及高度），但使激光雷达扫描过测试物体的长轴及最高部位，尤其是形状不规则物体可以提高测试精度。
IV. 系统软件组成及结构
1. 软件组成
a. 系统软件文件夹名称LidarVision20200602
b. 系统软成员
其中LVEngine 是主程序。
2. 软件结构
系统软件采用模块化结构，共有 4 大模块：激光雷达信息采集模块，计算机视觉信息采集模块，激光雷达信息预处理模块及计算机视觉信息整合模块。
3. 激光雷达信息采集模块
a. 文件夹名称WRRadarDriver
b. 对应软件库文件名称WRRadarDriver.lib
c. 模块性能
采集激光雷达原始信号
4. 计算机视觉信息采集模块
根据不同的摄像头型号由生产厂商提供驱动程序需二次开发。
5. 激光雷达信息预处理模块
a. 文件夹名称LidarEngine
b. 对应软件库文件名称LidarEngine.lib
c. 模块性能
转换采集的激光雷达原始信号为可以显示激光雷达扫描截面并可以提供计算机视觉系统处理的激光雷达信息数组。这个数组也可以作为文件存储以方便脱机调试。
6. 计算机视觉信息整合模块
a. 文件夹名称
VisionEngine
b. 对应软件库文件名称
VisionEngine.lib
c. 模块性能
采集激光雷达原始信号
V. 程序框图
VI. 程序界面
1. 程序界面显示
2. 程序菜单
a. 程序菜单显示
菜单功能分为二大部分，通用功能和专用功能。
b. 通用功能菜单
（1） 图像输入点击菜单 File —>Load Image 或者点击图标
（2） 图像存储
点击菜单 File —>Saved Image
（3） 图像放大
点击菜单 Image —>Zoom In 或者点击图标
（4） 图像缩小
点击菜单 Image —>Zoom Out 或者点击图标
（5） 获得感兴区域
点击菜单 Image —>Get ROI 或者点击图标
（6） 改变标尺颜色
点击菜单 Image —>Palette 或者点击图标
（7） 图像截面颜色色度分布
点击菜单 Image —>Palette 或者点击图标
（8） 测量长度与角度
点击菜单 Image —>Palette 或者点击图标
（9） 图像直方图分析
点击菜单 Image —>Histogram 或者点击图标
c. 专用功能菜单
（1） 从激光雷达采集激光雷达原始波形信号点击菜单 WRLidar —>Wave Form
（2） 显示激光雷达原始波形信号点击菜单 WRLidar —>Draw Wave
（3） 转换激光雷达信号并显示激光雷达扫描截面点击菜单WRLidar —>Draw Section
VII. 体积测量核心程序
1. 体积测量核心程序名称
体积测量核心程序是VisionEngine
2. 体积测量核心程序头文件VisionEngine.h