CN110992468B - 基于点云数据的建模方法、装置以及设备、存储介质 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种基于点云数据的建模方法、装置以及电子设备、存储介质，涉及三维全景技术领域，其中的方法包括：获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及第一时间信息、电机的旋转位置信息以及第二时间信息；根据第一时间信息和第二时间信息确定旋转位置信息，基于三维点云信息和旋转位置信息获得扫描目标位置信息，构建与扫描目标相对应的三维全景模型；本公开的方法、装置以及电子设备、存储介质，能够精确确定点云数据在三维全景模型中的放置位置，可以消除电机运行而产生的误差，可以提高点云数据的采集时间，提高建模效率，提高了三维全景模型构建的准确性和质量，改善了客户体验。

Description

基于点云数据的建模方法、装置以及设备、存储介质

技术领域

本公开涉及三维全景技术领域，尤其涉及一种基于点云数据的建模方法、装置以及电子设备、存储介质。

背景技术

在三维建模的过程中，使用激光雷达扫描获取三维点云数据，通过将不同时刻不同位置的激光雷达数据拼接融合，形成一个三维模型。目前使用的激光雷达多数为机械旋转式激光雷达(单线或多线)，激光雷达需要在运动状态下进行扫描，需要精确地确定激光雷达返回的数据所在的空间位置，以便把它们拼接在三维全景的正确位置上。目前，通常结合IMU、历史扫描数据、算法估算等信息来确定激光雷达返回的数据所在的拼接位置，成本高并且精度难以保证，降低了模型构建的质量。

发明内容

为了解决上述技术问题，提出了本公开。本公开的实施例提供了一种基于点云数据的建模方法、装置以及电子设备、存储介质。

根据本公开实施例的一个方面，提供一种基于点云数据的建模方法，包括：获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息；获取电机的旋转位置信息以及与所述旋转位置信息相对应的第二时间信息；其中，所述电机用于驱动所述点云采集设备旋转；根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，确定与所述三维点云信息相对应的旋转位置信息；基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用所述扫描目标位置信息构建与所述扫描目标相对应的三维全景模型。

可选地，所述获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息包括：接收所述点云采集设备在数据采集点位对于所述扫描目标采集的点云数据包；其中，通过所述电机驱动所述点云采集设备旋转至所述数据采集点位；从所述点云数据包中提取所述三维点云信息、第一时间信息以及所述点云采集设备的扫描角度；其中，所述扫描角度为所述点云采集设备的扫描方向与所述点云采集设备的旋转平面之间的夹角。

可选地，所述获取电机的旋转位置信息以及与所述旋转位置信息相对应的第二时间信息包括：接收控制器或编码器发送的脉冲信号和与所述脉冲信号相对应的第二时间信息；其中，所述控制器用于驱动所述电机运行；所述编码器安装在所述电机的输出轴上，用于测量所述电机的转速。

可选地，所述根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，确定与所述三维点云信息相对应的旋转位置信息包括：基于所述第一时间信息生成第一时间戳，基于所述第二时间信息生成第二时间戳；建立所述第二时间戳与所述脉冲信号之间的对应关系；根据所述对应关系，获取与所述第一时间戳相同或最接近的所述第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定所述电机的旋转角度。

可选地，所述扫描目标位置信息包括：所述扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值；所述基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息包括：基于所述旋转角度和所述扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系；基于所述扫描角度建立Z轴坐标转换关系；使用所述X轴坐标转换关系、所述坐标Y轴转换关系以及所述Z轴坐标转换关系，对所述三维点云信息进行转换处理，用以获得所述扫描目标位置信息。

可选地，所述三维点云信息包括：所述点云采集设备和所述扫描目标之间的距离；建立的所述X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；建立的所述Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；建立的所述Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；其中，d_n为所述距离；所述x_n为所述X轴坐标值，y_n为所述Y轴坐标值，z_n为所述Z轴坐标值，β_n与所述旋转角度相对应的所述点云采集设备的旋转角度，所述点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为所述扫描角度，所述扫描角度为俯仰角。

根据本公开实施例的另一方面，提供一种基于点云数据的建模装置，包括：点云数据获取模块，用于获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息；位置信息获取模块，用于获取电机的旋转位置信息以及与所述旋转位置信息相对应的第二时间信息；其中，所述电机用于驱动所述点云采集设备旋转；位置信息确定模块，用于根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，确定与所述三维点云信息相对应的旋转位置信息；目标位置获取模块，用于基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用所述扫描目标位置信息构建与所述扫描目标相对应的三维全景模型。

可选地，所述点云数据获取模块，用于接收所述点云采集设备在数据采集点位对于所述扫描目标采集的点云数据包；其中，通过所述电机驱动所述点云采集设备旋转至所述数据采集点位；从所述点云数据包中提取所述三维点云信息、第一时间信息以及所述点云采集设备的扫描角度；其中，所述扫描角度为所述点云采集设备的扫描方向与所述点云采集设备的旋转平面之间的夹角。

可选地，所述位置信息获取模块，用于接收控制器或编码器发送的脉冲信号和与所述脉冲信号相对应的第二时间信息；其中，所述控制器用于驱动所述电机运行；所述编码器安装在所述电机的输出轴上，用于测量所述电机的转速。

可选地，所述位置信息确定模块，用于基于所述第一时间信息生成第一时间戳，基于所述第二时间信息生成第二时间戳；建立所述第二时间戳与所述脉冲信号之间的对应关系；根据所述对应关系，获取与所述第一时间戳相同或最接近的所述第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定所述电机的旋转角度。

可选地，所述扫描目标位置信息包括：所述扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值；其中，所述目标位置获取模块，用于基于所述旋转角度和所述扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系；基于所述扫描角度建立Z轴坐标转换关系；使用所述X轴坐标转换关系、所述坐标Y轴转换关系以及所述Z轴坐标转换关系，对所述三维点云信息进行转换处理，用以获得所述扫描目标位置信息。

可选地，所述三维点云信息包括：所述点云采集设备和所述扫描目标之间的距离；建立的所述X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；建立的所述Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；建立的所述Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；其中，d_n为所述距离；所述x_n为所述X轴坐标值，y_n为所述Y轴坐标值，z_n为所述Z轴坐标值，β_n与所述旋转角度相对应的所述点云采集设备的旋转角度，所述点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为所述扫描角度，所述扫描角度为俯仰角。

根据本公开实施例的又一方面，提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述的方法。

根据本公开实施例的再一方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括：处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；所述处理器，用于执行上述的方法。

基于本公开上述实施例提供的一种基于点云数据的建模方法、装置以及电子设备、存储介质，能够精确确定点云数据在三维全景模型中的放置位置，可以消除电机运行而产生的误差，提高点云数据拼接的准确率；可以提高点云数据的采集时间，提高建模效率，提高了三维全景模型构建的准确性和质量。

下面通过附图和实施例，对本公开的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

通过结合附图对本公开实施例进行更详细的描述，本公开的上述以及其他目的、特征以及优势将变得更加明显。附图用来提供对本公开实施例的进一步的理解，并且构成说明书的一部分，与本公开实施例一起用于解释本公开，并不构成对本公开的限制。在附图中，相同的参考标号通常代表相同部件或步骤。

图1为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例的流程图；

图2A为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的获取点云采集设备采集的数据的流程图；

图2B为电机驱动激光雷达进行旋转的示意图；

图3为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的确定旋转位置信息的流程图；

图4为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的获得扫描位置信息的流程图；

图5为本公开的基于点云数据的建模装置的一个实施例的结构示意图；

图6是本公开的电子设备的一个实施例的结构图。

具体实施方式

下面将参考附图详细地描述根据本公开的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是本公开的全部实施例，应理解，本公开不受这里描述的示例实施例的限制。

应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。

本领域技术人员可以理解，本公开实施例中的“第一”、“第二”等术语仅用于区别不同步骤、设备或模块等，既不代表任何特定技术含义，也不表示它们之间的必然逻辑顺序。

还应理解，在本公开实施例中，“多个”可以指两个或者两个以上，“至少一个”可以指一个、两个或两个以上。

还应理解，对于本公开实施例中提及的任一部件、数据或结构，在没有明确限定或者在前后文给出相反启示的情况下，一般可以理解为一个或多个。

另外，本公开中术语“和/或”，仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本公开中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

还应理解，本公开对各个实施例的描述着重强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，不再一一赘述。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本公开的实施例可以应用于终端设备、计算机系统、服务器等电子设备，其可与众多其它通用或者专用计算系统环境或配置一起操作。适于与终端设备、计算机系统或者服务器等电子设备一起使用的众所周知的终端设备、计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统、大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境等等。

终端设备、计算机系统、服务器等电子设备可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施。在分布式云计算环境中，任务可以是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

申请概述

在实现本公开的过程中，发明人发现，在三维建模的过程中，激光雷达需要在运动状态下进行扫描，目前，通常结合IMU、历史扫描数据、算法估算等信息来确定激光雷达返回的数据所在的拼接位置，成本高并且精度难以保证，降低了模型构建的质量。

本公开提供的基于点云数据的建模方法，获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及第一时间信息；获取电机的旋转位置信息以及第二时间信息；根据第一时间信息和第二时间信息，确定与三维点云信息相对应的旋转位置信息；基于三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，构建与扫描目标相对应的三维全景模型；能够精确确定点云数据在三维全景模型中的放置位置，可以消除电机运行而产生的误差，可以提高点云数据的采集时间，提高建模效率，提高了三维全景模型构建的准确性和质量，改善了客户体验。

示例性方法

图1为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例的流程图，如图1所示的方法包括步骤：S101-S104。下面对各步骤分别进行说明。

S101，获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及与三维点云信息相对应的第一时间信息。

在一实施例中，扫描目标可以为客厅、卧室、餐厅、厨房、卫生间等，三维点云信息可以为客厅、卧室、餐厅、厨房、卫生间等的三维结构点云图等信息。点云采集设备可以有多种，例如为激光雷达、深度相机等。获取点云采集设备在多个采集点位采集的三维点云信息，以及点云采集设备采集每个三维点云信息的第一时间信息，第一时间信息可以为采集时间等。

S102，获取电机的旋转位置信息以及与旋转位置信息相对应的第二时间信息。

在一实施例中，电机用于驱动点云采集设备旋转，电机驱动点云采集设备进行水平旋转等。获取电机的旋转位置信息，旋转位置信息可以为电机的输出轴的旋转角度等，并获取与电机的旋转角度相对应的第二时间信息，第二时间信息可以为电机的输出轴处于某一角度的时间。

S103，根据第一时间信息和第二时间信息，确定与三维点云信息相对应的旋转位置信息。

在一实施例中，电机驱动点云采集设备旋转，当点云采集设备旋转至数据采集点位时，点云采集设备采集三维点云信息。获取点云采集设备采集三维点云信息的第一时间信息、与电机的旋转角度相对应的第二时间信息，通过确定与第一时间信息相匹配的第二时间信息，用以确定与三维点云信息相对应的旋转角度。

S104，基于三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用扫描目标位置信息构建与扫描目标相对应的三维全景模型。

在一实施例中，点云采集设备可以定点旋转360°，用以采集三维点云信息。基于三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，扫描目标位置信息可以为扫描目标的三维坐标等。三维全景是基于全景图像的真实场景虚拟现实技术，将三维点云数据放置在对应的扫描目标位置处，精确地拼接为三维全景模型，可以消除电机运行而产生的误差。

获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及与三维点云信息相对应的第一时间信息可以采用多种方法。图2A为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的获取点云采集设备采集的数据的流程图，如图2所示的方法包括步骤：S201-S202。下面对各步骤分别进行说明。

S201，接收点云采集设备在数据采集点位对于扫描目标采集的点云数据包。

S202，从点云数据包中提取三维点云信息、第一时间信息以及点云采集设备的扫描角度。

在一实施例中，通过电机驱动点云采集设备旋转至数据采集点位，点云采集设备在数据采集点位对扫描目标进行扫描，获得三维点云信息以及第一时间信息。点云采集设备基于三维点云信息、第一时间信息以及点云采集设备的扫描角度等生成点云数据包并上传。

通过解析点云数据包，获得三维点云信息、第一时间信息以及点云采集设备的扫描角度等。扫描角度为点云采集设备的扫描方向与点云采集设备的旋转平面之间的夹角，例如，如果点云采集设备的旋转平面为水平面，则扫描角度为点云采集设备的俯仰角。

在点云采集设备进行单点旋转拍摄的过程中，电机的旋转速度是变化的，存在加减速和匀速过程。点云采集设备采集的每个数据包包含有几十组点云数据，点云采集设备位于相邻两个采集点位的时间差约为几十微秒(us)，点云采集设备旋转一圈约有1k-3k个数据采集点位。基于第一时间信息和第二时间信息的匹配，能够精确地确定每一个点云数据在三维全景模型中的放置位置(三维空间位置)。

获取电机的旋转位置信息以及与旋转位置信息相对应的第二时间信息可以采用多种方法。例如，接收编码器发送的脉冲信号和与脉冲信号相对应的第二时间信息。编码器安装在电机的输出轴上，输出轴转动一圈，编码器输出n个脉冲信号，n的值由轴编码器的型号决定，通过脉冲信号数可以获得电机的旋转角度。例如，n为36000，则脉冲信号数为100，则电机的旋转角度为1度；或者，接收控制器发送的脉冲信号和与脉冲信号相对应的第二时间信息。控制器用于驱动电机运行，电机为步进电机等。控制器能够发出均匀脉冲信号，脉冲信号进入电机驱动器后，会由驱动器转换成电机所需要的强电流信号，带动电机运转，能够准确的控制电机转动的角度。通过编码器、控制器中任一个都可以获取电机的旋转信息。

如图2B所示，点云采集设备为激光雷达，激光雷达侧向安装，通过电机旋转驱动激光雷达进行旋转拍摄。电机的输出轴上设置有高精度、高细分度的编码器，能够返回脉冲信号和与脉冲信号相对应的第二时间信息，第二时间信息能够精确到微秒(us)甚至纳秒(ns)级别。通过脉冲信号数可以获得电机的旋转角度，能够精确到0.01度等。

根据第一时间信息和第二时间信息，确定与三维点云信息相对应的旋转位置信息可以采用多种方法。图3为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的确定旋转位置信息的流程图，如图3所示的方法包括步骤：S301-S303。下面对各步骤分别进行说明。

S301，基于第一时间信息生成第一时间戳，基于第二时间信息生成第二时间戳。

在一实施例中，第一时间信息为点云采集设备采集三维点云信息的时间，可以精确到毫秒等，基于第一时间信息生成第一时间戳。第二时间信息为与脉冲信号相对应的时间，可以精确到毫秒等，基于第二时间信息生成第二时间戳。

S302，建立第二时间戳与脉冲信号之间的对应关系。

S303，根据对应关系，获取与第一时间戳相同或最接近的第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定电机的旋转角度。

在一个实施例中，由于具有点云采集设备可能在电机的静止时进行三维点云数据的采集等多种情况，对应于同一个数据采集点位的第一时间戳和第二时间戳可能不同，因此，获取与第一时间戳相同或最接近的第二时间戳相对应的脉冲信号，基于此脉冲信号确定电机的旋转角度。扫描目标位置信息包括：扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值，扫描目标位置信息为三维空间坐标。

基于三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息可以采用多种方法。图4为本公开的基于点云数据的建模方法的一个实施例中的获得扫描位置信息的流程图，如图4所示的方法包括步骤：S401-S403。下面对各步骤分别进行说明。

S401，基于旋转角度和扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系。

S402，基于扫描角度建立Z轴坐标转换关系。

S403，使用X轴坐标转换关系、坐标Y轴转换关系以及Z轴坐标转换关系，对三维点云信息进行转换处理，用以获得扫描目标位置信息。

在一实施例中，扫描目标位置信息可以为三维空间中的三维坐标信息，三维点云信息包括：点云采集设备和扫描目标之间的距离。建立的X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；建立的Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；建立的Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；

其中，d_n为距离；x_n为X轴坐标值，y_n为Y轴坐标值，z_n为Z轴坐标值，β_n为与旋转角度相对应的点云采集设备的旋转角度，点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为扫描角度，扫描角度为俯仰角。β_n的取值范围为0-360°，α_n的取值范围为[-180，+180°]。

电机的旋转角度可以与激光雷达的旋转角度相同。电机也可以通过传动机构带动激光雷达旋转，可以设置电机的旋转角度与激光雷达的旋转角度之间的转换系数，通过电机的旋转角度与转换系数的乘积，获得激光雷达的旋转角度。

示例性装置

在一个实施例中，如图5所示，本公开提供一种基于点云数据的建模装置，包括：点云数据获取模块501、位置信息获取模块502、位置信息确定模块503和目标位置获取模块504。点云数据获取模块501获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及与三维点云信息相对应的第一时间信息。位置信息获取模块502获取电机的旋转位置信息以及与旋转位置信息相对应的第二时间信息；其中，电机用于驱动点云采集设备旋转。

位置信息确定模块503根据第一时间信息和第二时间信息，确定与三维点云信息相对应的旋转位置信息。目标位置获取模块504基于三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用扫描目标位置信息构建与扫描目标相对应的三维全景模型。

在一个实施例中，点云数据获取模块501接收点云采集设备在数据采集点位对于扫描目标采集的点云数据包；其中，通过电机驱动点云采集设备旋转至数据采集点位。点云数据获取模块501从点云数据包中提取三维点云信息、第一时间信息以及点云采集设备的扫描角度；其中，扫描角度为点云采集设备的扫描方向与点云采集设备的旋转平面之间的夹角。位置信息获取模块502接收控制器或编码器发送的脉冲信号和与脉冲信号相对应的第二时间信息；其中，控制器用于驱动电机运行，编码器安装在电机的输出轴上，用于测量电机的转速。

位置信息确定模块503基于第一时间信息生成第一时间戳，基于第二时间信息生成第二时间戳。位置信息确定模块503建立第二时间戳与脉冲信号之间的对应关系。位置信息确定模块503根据对应关系，获取与第一时间戳相同或最接近的第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定电机的旋转角度。

在一个实施例中，扫描目标位置信息包括：扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值。目标位置获取模块504基于旋转角度和扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系。目标位置获取模块504基于扫描角度建立Z轴坐标转换关系。目标位置获取模块504使用X轴坐标转换关系、坐标Y轴转换关系以及Z轴坐标转换关系，对三维点云信息进行转换处理，用以获得扫描目标位置信息。

三维点云信息包括：点云采集设备和扫描目标之间的距离；建立的X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；建立的Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；建立的Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；其中，d_n为距离；x_n为X轴坐标值，y_n为Y轴坐标值，z_n为Z轴坐标值，β_n为与旋转角度相对应的点云采集设备的旋转角度，点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为扫描角度，扫描角度为俯仰角。

图6是本公开的电子设备的一个实施例的结构图，如图6所示，电子设备61包括一个或多个处理器611和存储器612。

处理器611可以是中央处理单元(CPU)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其他形式的处理单元，并且可以控制电子设备61中的其他组件以执行期望的功能。

存储器612可以包括一个或多个计算机程序产品，计算机程序产品可以包括各种形式的计算机可读存储介质，例如易失性存储器和/或非易失性存储器。易失性存储器，例如，可以包括：随机存取存储器(RAM)和/或高速缓冲存储器(cache)等。非易失性存储器，例如，可以包括：只读存储器(ROM)、硬盘以及闪存等。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器611可以运行程序指令，以实现上文的本公开的各个实施例的基于点云数据的建模方法以及/或者其他期望的功能。在计算机可读存储介质中还可以存储诸如输入信号、信号分量、噪声分量等各种内容。

在一个示例中，电子设备61还可以包括：输入装置613以及输出装置614等，这些组件通过总线系统和/或其他形式的连接机构(未示出)互连。此外，该输入设备613还可以包括例如键盘、鼠标等等。该输出装置614可以向外部输出各种信息。该输出设备614可以包括例如显示器、扬声器、打印机、以及通信网络及其所连接的远程输出设备等等。

当然，为了简化，图6中仅示出了该电子设备61中与本公开有关的组件中的一些，省略了诸如总线、输入/输出接口等等的组件。除此之外，根据具体应用情况，电子设备61还可以包括任何其他适当的组件。

除了上述方法和设备以外，本公开的实施例还可以是计算机程序产品，其包括计算机程序指令，计算机程序指令在被处理器运行时使得处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的基于点云数据的建模方法中的步骤。

所述计算机程序产品可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本公开实施例操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言，诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言，诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。

此外，本公开的实施例还可以是计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令在被处理器运行时使得所述处理器执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种实施例的基于点云数据的建模方法中的步骤。

所述计算机可读存储介质可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列举)可以包括：具有一个或者多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

以上结合具体实施例描述了本公开的基本原理，但是，需要指出的是，在本公开中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势以及效果等是本公开的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本公开为必须采用上述具体的细节来实现。

上述实施例中的基于点云数据的建模方法、装置以及电子设备、存储介质，获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及第一时间信息、电机的旋转位置信息以及第二时间信息；根据第一时间信息和第二时间信息确定旋转位置信息，基于三维点云信息和旋转位置信息获得扫描目标位置信息，构建与扫描目标相对应的三维全景模型；能够精确确定点云数据在三维全景模型中的放置位置，可以消除电机运行而产生的误差，提高点云数据拼接的准确率；可以提高点云数据的采集时间，提高建模效率，提高了三维全景模型构建的准确性和质量，有效的改善了客户体验。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本公开中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备以及系统。诸如“包括”、“包含、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

可能以许多方式来实现本公开的方法和装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本公开的方法和装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本公开的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本公开实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本公开的方法的机器可读指令。因而，本公开还覆盖存储用于执行根据本公开的方法的程序的记录介质。

还需要指出的是，在本公开的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本公开的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述，以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本公开。对这些方面的各种修改等对于本领域技术人员而言，是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面，而不脱离本公开的范围。因此，本公开不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本公开的实施例限制到在此公开的形式中。尽管以上已经讨论了多个示例方面以及实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

Claims (10)

1.一种基于点云数据的建模方法，包括：

获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息；

获取电机的旋转位置信息以及与所述旋转位置信息相对应的第二时间信息；其中，所述电机用于驱动所述点云采集设备旋转；接收控制器或编码器发送的脉冲信号和与所述脉冲信号相对应的第二时间信息；所述控制器用于驱动所述电机运行；所述编码器安装在所述电机的输出轴上，用于测量所述电机的转速；

根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，确定与所述三维点云信息相对应的旋转位置信息，包括：

基于所述第一时间信息生成第一时间戳，基于所述第二时间信息生成第二时间戳；建立所述第二时间戳与所述脉冲信号之间的对应关系；根据所述对应关系，获取与所述第一时间戳相同或最接近的所述第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定所述电机的旋转角度；

基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用所述扫描目标位置信息构建与所述扫描目标相对应的三维全景模型。

2.如权利要求1所述的方法，所述获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息包括：

接收所述点云采集设备在数据采集点位对于所述扫描目标采集的点云数据包；其中，通过所述电机驱动所述点云采集设备旋转至所述数据采集点位；

从所述点云数据包中提取所述三维点云信息、第一时间信息以及所述点云采集设备的扫描角度；

其中，所述扫描角度为所述点云采集设备的扫描方向与所述点云采集设备的旋转平面之间的夹角。

3.如权利要求2所述的方法，所述扫描目标位置信息包括：所述扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值；所述基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息包括：

基于所述旋转角度和所述扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系；

基于所述扫描角度建立Z轴坐标转换关系；

使用所述X轴坐标转换关系、所述坐标Y轴转换关系以及所述Z轴坐标转换关系，对所述三维点云信息进行转换处理，用以获得所述扫描目标位置信息。

4.如权利要求3所述的方法，其中，所述三维点云信息包括：所述点云采集设备和所述扫描目标之间的距离；

建立的所述X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；

建立的所述Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；

建立的所述Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；

其中，d_n为所述距离；所述x_n为所述X轴坐标值，y_n为所述Y轴坐标值，z_n为所述Z轴坐标值，β_n为与所述旋转角度相对应的所述点云采集设备的旋转角度，所述点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为所述扫描角度，所述扫描角度为俯仰角。

5.一种基于点云数据的建模装置，包括：

点云数据获取模块，用于获取点云采集设备对于扫描目标采集的三维点云信息以及采集所述三维点云信息的第一时间信息；

位置信息获取模块，用于获取电机的旋转位置信息以及与所述旋转位置信息相对应的第二时间信息；其中，所述电机用于驱动所述点云采集设备旋转；

位置信息确定模块，用于根据所述第一时间信息和所述第二时间信息，确定与所述三维点云信息相对应的旋转位置信息；

其中，所述位置信息获取模块，用于接收控制器或编码器发送的脉冲信号和与所述脉冲信号相对应的第二时间信息；其中，所述控制器用于驱动所述电机运行；所述编码器安装在所述电机的输出轴上，用于测量所述电机的转速；

所述位置信息确定模块，用于基于所述第一时间信息生成第一时间戳，基于所述第二时间信息生成第二时间戳；建立所述第二时间戳与所述脉冲信号之间的对应关系；根据所述对应关系，获取与所述第一时间戳相同或最接近的所述第二时间戳相对应的脉冲信号，用以基于此脉冲信号确定所述电机的旋转角度；

目标位置获取模块，用于基于所述三维点云信息和对应的旋转位置信息获得扫描目标位置信息，用以使用所述扫描目标位置信息构建与所述扫描目标相对应的三维全景模型。

6.如权利要求5所述的装置，其中，

所述点云数据获取模块，用于接收所述点云采集设备在数据采集点位对于所述扫描目标采集的点云数据包；其中，通过所述电机驱动所述点云采集设备旋转至所述数据采集点位；从所述点云数据包中提取所述三维点云信息、第一时间信息以及所述点云采集设备的扫描角度；其中，所述扫描角度为所述点云采集设备的扫描方向与所述点云采集设备的旋转平面之间的夹角。

7.如权利要求6所述的装置，所述扫描目标位置信息包括：所述扫描目标的X轴坐标值、Y轴坐标值和Z轴坐标值；其中，

所述目标位置获取模块，用于基于所述旋转角度和所述扫描角度分别建立X轴坐标转换关系和坐标Y轴转换关系；基于所述扫描角度建立Z轴坐标转换关系；使用所述X轴坐标转换关系、所述坐标Y轴转换关系以及所述Z轴坐标转换关系，对所述三维点云信息进行转换处理，用以获得所述扫描目标位置信息。

8.如权利要求7所述的装置，其中，所述三维点云信息包括：所述点云采集设备和所述扫描目标之间的距离；

建立的所述X轴坐标转换关系为：x_n＝d_n*cosβ_n*cosα_n；

建立的所述Y轴坐标转换关系为:y_n＝d_n*sinβ_n*cosα_n；

建立的所述Z轴坐标转换关系为：z_n＝d_n*sinα_n；

其中，d_n为所述距离；所述x_n为所述X轴坐标值，y_n为所述Y轴坐标值，z_n为所述Z轴坐标值，β_n与所述旋转角度相对应的所述点云采集设备的旋转角度，所述点云采集设备在水平面内进行旋转，α_n为所述扫描角度，所述扫描角度为俯仰角。

9.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序用于执行上述权利要求1-4任一项所述的方法。

10.一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；用于存储所述处理器可执行指令的存储器；

所述处理器，用于从所述存储器中读取所述可执行指令，并执行所述指令以实现上述权利要求1-4任一项所述的方法。

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