一种数据传输方法、装置及电子设备与流程

1.本技术涉及数据传输技术领域，具体而言，涉及一种数据传输方法、装置及电子设备。


背景技术：

2.目前，基于地面三维激光扫描仪在地质灾害监测和应急抢险具有广泛的应用。
3.然而，地面三维激光扫描仪在工作时，每秒钟可以形成数十万，甚至上百万个点云数据，而一个点云的形成需要主波数据和回波数据信息，以单回波数据为例，一个点云的形成需要20个字节，在每秒上百万个点云的高速扫描下，每秒钟传输高达上千万个字节，这无疑对传输链路造成巨大的压力，导致数据传输效率低，容易发生数据拥堵，造成数据丢失等问题。
4.针对上述问题，申请人提出了一种新的解决方案。


技术实现要素：

5.本技术的目的在于提供一种数据传输方法、装置及电子设备，具有降低数据传输容量，提高数据传输效率的优点。
6.第一方面，本技术提供了一种数据传输方法，技术方案如下：包括：设置基准数据，并根据所述基准数据得到待传输的数据与所述基准数据的相对关系；根据传输每个所述相对关系所占的容量以及传输对应的所述待传输的数据所占的容量进行数据传输。
7.通过设置基准数据，然后得到待传输数据与基准数据的相对关系，即，通过基准数据以及待传输数据与基准数据的相对关系可以还原所有的待传输数据，因此，可以对比传输待传输数据与基准数据的相对关系所需要的容量大小以及传输每个数据所占的容量大小，选择占容量小的方式进行数据传输，因此，可以有效降低数据传输量，具有提高数据传输效率的有益效果。
8.进一步地，在本技术中，所述根据传输每个所述相对关系所占的容量以及传输对应的所述待传输的数据所占的容量进行数据传输的步骤包括：传输每个所述相对关系所占的容量小于传输对应的所述待传输的数据所占的容量时，通过所述相对关系进行数据传输。
9.通过选择占容量小的方式进行数据传输，可以有效降低数据传输量，进而提高数据传输效率。
10.进一步地，在本技术中，所述待传输的数据为点云数据，所述设置基准数据，并根据所述基准数据得到待传输的数据与所述基准数据的相对关系的步骤包括：获取所述点云数据中各点的三维坐标以及各点的扫描角，并选择基准点；
根据所述点云数据中各点的三维坐标计算得出各点与所述基准点的欧氏距离。
11.进一步地，在本技术中，所述根据传输每个所述相对关系所占的容量以及传输对应的所述待传输的数据所占的容量进行数据传输的步骤包括：根据所述点云数据中各点与所述基准点的欧氏距离以及对应的所述扫描角代替所述点云数据中各点的三维坐标进行数据传输。
12.利用点云数据中所有点与基准点的欧氏距离以及扫描角代替原本的三维坐标进行数据传输，由于三维坐标需要传输x、y、z三个参数，当使用了欧氏距离以及扫描角替代后，每个点的扫描角以及与基准点的欧式距离为两个参数，如果每个参数用20位二进制来表示，在常规的数据传输方式中，需要使用7.5个字节表示一个点的数据信息，而采用本技术的方案，只需要5个字节就可以表示一个点的数据信息，因此，可以有效降低数据传输容量，具有提高数据传输效率的有益效果。
13.进一步地，在本技术中，所述扫描角包括横向扫描角以及纵向扫描角。
14.进一步地，在本技术中，所述根据所述点云数据中各点与所述基准点的欧氏距离以及对应的所述扫描角代替所述点云数据中各点的三维坐标进行数据传输的步骤包括：根据所述点云数据中各点与所述基准点的欧氏距离以及对应的所述横向扫描角，或根据所述点云数据中各点与所述基准点的欧氏距离以及对应的所述纵向扫描角代替各点的三维坐标进行数据传输。
15.进一步地，在本技术中，所述选择基准点的步骤包括：在所述点云数据中的每一行数据或每一列数据中各选择一个所述基准点。
16.进一步地，在本技术中，所述根据所述点云数据中各点的三维坐标计算得出各点与所述基准点的欧氏距离的步骤包括：计算所述点云数据中的每一列数据中的各点与每一列数据中对应的所述基准点的欧氏距离，或计算所述点云数据中的每一行数据中的各点与每一行数据中对应的所述基准点的欧氏距离。
17.第二方面，本技术还提供一种数据传输装置，包括：获取模块，用于设置基准数据，并根据所述基准数据得到待传输的数据与所述基准数据的相对关系；处理模块，用于根据传输每个所述相对关系所占的容量以及传输对应的所述待传输的数据所占的容量进行数据传输。
18.第三方面，本技术还提供一种电子设备，包括处理器以及存储器，所述存储器存储有计算机可读取指令，当所述计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行如上方法中的步骤。
19.由上可知，本技术提供的一种数据传输方法、装置及电子设备，通过设置基准数据，然后得到待传输数据与基准数据的相对关系，即，通过基准数据以及待传输数据与基准数据的相对关系可以还原所有的待传输数据，因此，可以对比传输待传输数据与基准数据的相对关系所需要的容量大小以及传输每个数据所占的容量大小，选择占容量小的方式进行数据传输，因此，可以有效降低数据传输容量，具有提高数据传输效率的有益效果。
20.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权
利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
21.图1为本技术提供的一种数据传输方法流程图。
22.图2为本技术提供的一种数据传输装置结构示意图。
23.图3为本技术提供的一种电子设备示意图。
24.图4为激光扫描仪的工作示意图。
25.图5为激光扫描仪工作过程中生成的点云数据示意图。
26.图6为点云数据中点与点之间的关系示意图。
27.图中：210、获取模块；220、处理模块；300、电子设备；310、处理器；320、存储器。
具体实施方式
28.下面将结合本技术中附图，对本技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
29.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定义和解释。同时，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
30.第一方面，参照图1，本技术提供了一种数据传输方法，技术方案具体包括：s110、设置基准数据，并根据基准数据得到待传输的数据与基准数据的相对关系；s120、根据传输每个相对关系所占的容量以及传输对应的待传输的数据所占的容量进行数据传输。
31.其中，这里的待传输的数据与基准数据的相对关系可以是时间关系、可以是函数关系、还可以是空间关系或其它的相对关系，其基本原则是通过基准数据与相对关系可以推算还原出原来的待传输的数据。
32.通过上述技术方案，通过设置基准数据，然后得到待传输数据与基准数据的相对关系，即，通过基准数据以及待传输数据与基准数据的相对关系可以还原所有的待传输数据，因此，可以对比传输待传输数据与基准数据的相对关系所需要的容量大小以及直接传输每个数据所占的容量大小，选择占容量小的方式进行数据传输，因此，可以有效降低数据传输量，具有提高数据传输效率的有益效果。
33.在一些具体实施方式中，传输每个相对关系所占的容量小于传输对应的待传输的数据所占的容量时，通过相对关系进行数据传输。
34.通过上述技术方案，通过选择占容量小的方式进行数据传输，可以有效降低数据传输量，进而提高数据传输效率。
35.具体的，例如需要传输一组数组数据，分别为{1，2，3，4，5}、{1，2，3，4，6}、{1，2，3，4，7}、{1，2，3，4，8}，在传统的数据传输中，是直接将4组数据进行完整的传输，每个数组均
包含了5个参数，假设每个参数占据一个容量单位，则一共需要传输4组数据一共需要20个容量单位。而通过本技术的方案，设置基准数据，得到待传输的数据与基准数据的相对关系，例如设置第一组数据{1，2，3，4，5}为基准数据，得到其余数据与基准数据的相对关系，在上述的数据中，可以得出其余数据的前4位数均是相同的，第5位数是不同的，因此可以将其余数据表示为{5，x}，其中的5代表第5位数，x表示的是第5位数的实际数据，即，其余数据为{5，6}、{5，7}、{5，8}，因此，在数据传输时，实际传输的数据为{1，2，3，4，5}、{5，6}、{5，7}、{5，8}，一共只需要传输11个参数，也就是只需要传输11个容量单位，相比于传统的现有方法，采用本技术提供的方案极大的压缩了数据传输量，有效提高了数据传输效率。
36.值得注意的是，基准数据可以包含在待传输的数据中，也可以额外设置单独的基准数据。
37.在测量测绘、地灾监测、桥梁隧道施工监测和辅助驾驶等领域，经常会使用激光扫描仪进行扫描，激光扫描仪在工作时，每秒钟可以形成上百万个点云数据，在如此高的扫描速率下，每秒钟传输的数据高达数千万个字节，这会给传输链路造成巨大的压力，不仅影响了数据传输效率，还影响了数据传输的稳定性，容易出现数据丢失等情况。
38.因此，进一步地，在其中一些实施例中，待传输的数据为点云数据，设置基准数据，并根据基准数据得到待传输的数据与基准数据的相对关系的步骤包括：获取点云数据中各点的三维坐标以及各点的扫描角，并选择基准点；根据点云数据中各点的三维坐标计算得出各点与基准点的欧氏距离。
39.其中，基准点为基准数据，点云数据中各点的三维坐标为待传输数据，各点与基准点的欧氏距离以及对应的扫描角为待传输的数据与基准数据的相对关系。
40.通过上述技术方案，激光扫描仪在工作时，通过计算脉冲激光传播的时间可以得到扫描的每个点与激光扫描仪的距离，结合扫描角可以得到每个点的三维坐标，可以从中选择基准点，结合三维坐标与扫描角可以得到每个点与基准点的相对关系，具体为，通过三维坐标可以计算出每个点与基准点的欧氏距离，根据欧氏距离以及扫描角便可以确定每个点与基准点的空间位置关系。
41.进一步地，在其中一些实施例中，根据传输每个相对关系所占的容量以及传输对应的待传输的数据所占的容量进行数据传输的步骤包括：根据点云数据中各点与基准点的欧氏距离以及对应的扫描角代替点云数据中各点的三维坐标进行数据传输。
42.通过上述技术方案，利用点云数据中各点与基准点的欧氏距离以及扫描角代替原本的三维坐标进行数据传输，由于三维坐标需要传输x、y、z三个参数，当使用了欧氏距离以及扫描角替代后，每个点的扫描角以及与基准点的欧式距离为两个参数，如果每个参数用20位二进制来表示，在常规的数据传输方式中，需要使用7.5个字节表示一个点的数据信息，而采用本技术的方案，只需要5个字节就可以表示一个点的数据信息，因此，可以有效降低数据传输容量，具有提高数据传输效率的有益效果。
43.进一步地，在其中一些实施例中，扫描角包括横向扫描角以及纵向扫描角。
44.如图4所示，激光扫描仪在进行扫描工作时，通常并非只对单一方向的线进行扫描，而是会针物体的表面进行扫描，因此，激光扫描仪会分别沿横向扫描以及沿纵向进行扫描，所以，扫描角通常包括了横向扫描角以及纵向扫描角。
45.进一步地，在其中一些实施例中，根据点云数据中各点与基准点的欧氏距离以及对应的扫描角代替点云数据中各点的三维坐标进行数据传输的步骤包括：根据点云数据中各点与基准点的欧氏距离以及对应的横向扫描角，或根据点云数据中各点与基准点的欧氏距离以及对应纵向扫描角代替各点的三维坐标进行数据传输。
46.选择基准点的步骤包括：在点云数据中的每一行数据或每一列数据中各选择一个基准点。
47.根据点云数据中各点的三维坐标计算得出各点与基准点的欧氏距离的步骤包括：计算点云数据中的每一列数据中的各点与每一列数据中对应的基准点的欧氏距离，或计算点云数据中的每一行数据中的各点与每一行数据中对应的基准点的欧氏距离。
48.通过上述技术方案，由于扫描角包括了横向扫描角与纵向扫描角，因此，在扫描物体表面的时候，在描述点云数据中的所有点与基准点的相对关系时，需要用到欧氏距离、横向扫描角以及纵向扫描角，实际上用了三个参数，与单独传输每个点的数据时使用的x、y、z坐标的三个参数所占用的容量是一样的，因此，在点云数据中的每一行数据或每一列数据中各设置一个基准点，然后，计算点云数据中的每一列数据或每一行数据中的所有点与每一列数据或每一行数据中对应基准点的欧氏距离，再结合每个点的扫描角，便可以以欧氏距离与横向扫描角或纵向扫描角来代替原来的三维坐标进行数据传输。
49.通常，激光扫描仪在正常工作时，是由其机身的横向旋转机构带动内部的纵向旋转机构进行机械运动，在这个过程中，纵向扫描角更新速度会远大于横向扫描角的更新速度，即，内部的纵向旋转机构的旋转速率会高于横向旋转机构的旋转速率，因此，在使用常规的激光扫描仪进行扫描时，通常会在每一列的点云数据中选取一个基准点，传输该基准点的三维坐标用来确定其位置，该列数据上的其余点通过欧氏距离以及纵向扫描角代替其三维坐标进行数据传输，以确定其余点的位置。
50.以扫描某目标物为例，点云数据如图5所示，其中，pnn为任意点的编号，图5中每列的点表示在某个时间段，横向扫描角为定值，而纵向扫描角完成360度旋转所生成的点，每个点的三维坐标可以通过计算脉冲激光传播的时间计算得到激光扫描仪到扫描点的距离，同时其内部的精密时钟控制编码器测量出每个激光脉冲横向扫描角和纵向扫描角，具体的公式可以表达为其中，x、y、z代表点的三维坐标，s代表激光扫描仪到点的距离，θ代表纵向扫描角，α代表横向扫描角。
51.图5所示的效果只能看出目标物为一个二维平面，然而实际的目标为三维物体，以扫描后的某一列点云数据为例，如图6所示，图6中pn1、pn2、pn3
……
pnn代表某一列上的点，pn1点、pn2点的位置关系表示目标物具有凹凸表面，o代表激光扫描仪的坐标零点，也是扫描后所有点云数据的相对坐标零点。s1为p
n1
点到激光扫描仪坐标零点o的距离，s2为pn2点到激光扫描仪坐标零点o的距离，pn1、pn两点间的欧氏距离为δs，图6中的三角关系可以表
示为：示为：示为：其中，a表示pn1点与pn2点之间的水平距离，b表示pn1点与pn2点的竖直距离，a2表示pn1点与激光扫描仪坐标零点o的水平距离，d表示pn2点与激光扫描仪坐标零点o的水平距离，b1表示pn2点与激光扫描仪坐标零点o的竖直距离，b2表示pn1点与激光扫描仪坐标零点o的竖直距离，1表示点的纵向扫描角，2表示点的纵向扫描角。
52.由上述关系式可知，如果以pn2点为基准点，要确定pn1点的位置，只需要提供欧氏距离δs和纵向扫描角θ这两个参数即可。这样每一列只需要选取一个基准点，以该基准点的三维坐标作为基准数据，其他所有的点均可以用欧氏距离和纵向扫描角θ来进行表示并进行传输。
53.第二方面，参照图2，本技术还提供一种数据传输装置，包括：获取模块210，用于设置基准数据，并根据基准数据得到待传输的数据与基准数据的相对关系；处理模块220，用于根据传输每个相对关系所占的容量以及传输对应的待传输的数据所占的容量进行数据传输。
54.通过上述技术方案，获取模块210通过设置基准数据，然后得到待传输数据与基准数据的相对关系，即，通过基准数据以及待传输数据与基准数据的相对关系可以还原所有的待传输数据，因此，处理模块220可以对比传输待传输数据与基准数据的相对关系所需要的容量大小以及直接传输每个数据所占的容量大小，选择占容量小的方式进行数据传输，因此，可以有效降低数据传输量，具有提高数据传输效率的有益效果。
55.在一些其它的实施方式中，采用该数据传输装置执行上述的数据传输方法。
56.第三方面，参照图3，本技术还提供一种电子设备300，包括处理器310以及存储器320，存储器存储有计算机可读取指令，当计算机可读取指令由所述处理器执行时，运行上述方法中的步骤。
57.通过上述技术方案，处理器310和存储器320通过通信总线和/或其他形式的连接机构（未标出）互连并相互通讯，存储器320存储有处理器310可执行的计算机程序，当计算设备运行时，处理器执行该计算机程序，以执行时执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：设置基准数据，并根据基准数据得到待传输的数据与基准数据的相对关系；根据传输每个相对关系所占的容量以及传输对应的待传输的数据所占的容量进行数据传输。
58.第四方面，本技术还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，运行上述方法中的步骤。
59.通过上述技术方案，计算机程序被处理器执行时，执行上述实施例的任一可选的实现方式中的方法，以实现以下功能：设置基准数据，并根据基准数据得到待传输的数据与基准数据的相对关系；根据传输每个相对关系所占的容量以及传输对应的待传输的数据所占的容量进行数据传输。
60.其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（static random access memory, 简称sram），电可擦除可编程只读存储器（electrically erasable programmable read-only memory, 简称eeprom），可擦除可编程只读存储器（erasable programmable read only memory, 简称eprom），可编程只读存储器（programmable red-only memory, 简称prom），只读存储器（read-only memory, 简称rom），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
61.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
62.另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
63.再者，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
64.以上所述仅为本技术的实施例而已，并不用于限制本技术的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。