三维激光扫描测绘方法、装置、三维激光扫描仪和介质与流程

本技术涉及测绘的，尤其是涉及一种三维激光扫描测绘方法、装置、三维激光扫描仪和介质。

背景技术：

1、随着科学技术的发展，数字孪生与实景三维中国的建设对新型三维测绘技术、室内外空间一体化三维数据采集的需求越来越大。三维激光扫描采用非接触式高速激光测量方式，以点云的形式获取地形及复杂物体三维表面的阵列式几何图形数据，从而实现三维重建。经过相关软件处理后生成高精度的三维建筑物模型。在数字城市建设和城市规划中具有广泛的应用前景。

2、基于穿戴式vlx设备和rtk的移动激光扫描仪，rtk设置于vlx设备的顶部，工作人员将vlx设备穿戴在身前，通过穿戴的作业方式，vlx可以跟随作业员移动完成对室内外空间的扫描。需要控制点时，使用rtk定位技术，可以在室外空间实现高精度的定位，提供准确的位置信息。通过相应的坐标转换程序，将室内外空间的定位数据与移动激光扫描数据进行对齐和融合，进行坐标转换。

3、在进行扫描作业之前，需要工作人员对待测区进行踏勘，规划扫描路径并布设控制点。在实际扫描时遇见控制点需要将vlx设备放置在控制点标识上，输入点号并进行坐标值观测和记录。

4、然而，在现场录入控制点时，需要工作人员对照控制点记录图，实时注意各个控制点的点号，进而向vlx设备输入所在位置对应的控制点的点号，因此，在扫描路径较长的情况下，出错概率较高。

技术实现思路

1、为了降低录入控制点点号时的出错概率，本技术提供一种三维激光扫描测绘方法、装置、三维激光扫描仪和介质。

2、第一方面，本技术提供一种三维激光扫描测绘方法，采用如下的技术方案：

3、由三维激光扫描仪执行，包括：

4、获取预设的测绘规划图，所述测绘规划图中包括多个控制点、控制点的点号以及扫描路径，首个控制点为所述扫描路径的起始点；

5、获取用户输入的定位指令信息以及在接收到所述定位指令信息时的当前位置；

6、根据当前位置以及所述扫描路径，将当前位置与各个控制点进行匹配，将匹配一致的控制点的点号确定为当前位置的点号。

7、通过采用上述技术方案，三维激光扫描仪首先获取测绘人员输入的测绘规划图，包括测绘规划图中的控制点、控制点的点号和扫描路径，进而获取用户输入的定位指令信息，同时获取在接受到定位指令信息时的当前位置，进而将当前位置与扫描路径中的各个控制点匹配，将匹配一致的控制点的点号作为当前位置的点号，进而三维激光扫描仪自动确定点号，将在当前位置扫描的数据与地理位置数据进行融合。节省了不时查看点号以及输入点号的步骤，降低了点号录入的出错概率，减少扫描工作量。

8、进一步地，所述根据当前位置以及所述扫描路径，将当前位置与各个控制点进行匹配，将匹配一致的控制点的点号确定为当前位置的点号，包括：

9、判断是否为初次获取所述定位指令信息；若是，则响应于所述定位指令信息，将首个控制点对应的点号确定为当前位置的点号；

10、否则，确定下一个控制点为当前控制点，确定上一次获取所述定位执行信息时对应的当前位置为上一个位置；

11、确定所述当前位置相对于所述上一个位置所在的第一方位；

12、根据所述扫描路径确定上一个控制点面向所述当前控制点的方位阈值；

13、判断所述第一方位是否位于所述方位阈值内；

14、若第一方位位于所述方位阈值内，则将当前控制点对应的点号确定为当前位置的点号。

15、通过采用上述技术方案，在将当前位置与各个控制点进行匹配时，三维激光扫描仪判断在初次获取定位指令信息时，将首个控制点对应的点号确定为当前位置的点号；在不是初次获取定位指令信息时，确定下一个控制点为当前控制点，确定上一个位置，进而确定当前位置相对于上一个位置所在的第一方位，根据扫描路径确定上一个控制点面向当前控制点的方位阈值，当第一方位在方位阈值内时，则基本可以确定当前位置，将当前控制点对应的点号确定为当前位置的点号，能够根据实际情况智能确定控制点的点号。

16、进一步地，若第一方位未位于所述方位阈值内，则所述方法还包括：

17、根据所述测绘规划图确定与上一个控制点相邻的多个候选控制点；

18、确定所述上一个控制点面向各个候选控制点的候选方位阈值；

19、判断所述第一方位是否位于任一所述候选方位阈值内；若是，则确定所述第一方位所在的候选方位阈值为第一方位阈值，将第一方位阈值对应的控制点的点号确定为当前位置的点号，生成路线错误提示信息；

20、否则，生成定位错误信息。

21、通过采用上述技术方案，若第一方位未处于方位阈值内，则根据测绘规划图确定多个候选控制点，进而确定多个候选方位阈值，将第一方位与各个候选方位阈值比较，确定当前位置是否与任一候选控制点匹配，若第一方位位于任一候选方位阈值内，则将第一方位阈值对应的控制点的点号确定为当前位置的点号，同时生成路线错误提示信息；而第一方位不位于任一候选方位阈值内时，则可能出现漏失控制点、操作失误等情况，生成定位错误信息，因此能够及时提示测绘人员的当前工作情况，及时纠正。

22、进一步地，所述根据所述扫描路径确定上一个控制点面向所述当前控制点的方位阈值，包括：

23、在测绘规划图中，将上一个控制点与当前控制点相连，确定连接线；

24、以所述连接线为中心线，向两侧分别生成与所述中心线形成预设夹角的侧边；

25、确定侧边的方向，并以预设长度的侧边生成扇形区域的方位阈值，其中，所述预设长度与两相邻的控制点间的最大距离成比例。

26、通过采用上述技术方案，三维激光扫描仪在确定方位阈值时，首先在测绘规划图中，将上一个控制点与当前控制点相连，得到连接线，根据连接线和预设夹角确定位于两侧的侧边，确定侧边的方向和长度，进而生成扇形区域的方位阈值。能快速且准确地确定方位阈值，考虑实际与测绘规划之间的误差。

27、进一步地，所述第一方位包括方向和当前位置与上一个位置之间的距离，所述判断所述第一方位是否位于所述方位阈值内，包括：

28、根据所述当前位置与上一个位置之间的距离与所述比例确定第一长度；

29、生成指向所述方向的箭头，所述箭头的长度与所述第一长度相等；

30、将所述箭头和所述方位阈值对应的扇形区域放置在同一坐标系中，其中，所述箭头的起点与扇形区域的角的顶点重合；

31、判断所述箭头是否位于所述扇形区域内；若是，则确定所述第一方位位于所述方位阈值内；

32、否则，确定所述第一方位不位于所述方位阈值内。

33、通过采用上述技术方案，在判断第一方位是否位于方位阈值内时，首先根据第一方位得到具象化的箭头，用箭头来代表第一方位，将箭头与方位阈值进行重叠，通过判断箭头是否在扇形区域内，确定第一方位是否位于方位阈值内，因此能够直观且快速地判断第一方位与方位阈值之间的关系。

34、进一步地，在获取定位指令信息以及在接收到所述定位指令信息时的当前位置之前，所述方法还包括：

35、获取当前时刻以及当前朝向；

36、基于所述当前时刻，确定测绘规划图中最新匹配一致的控制点为指示起始点；

37、基于所述指示起始点和所述扫描路径确定下一控制点；

38、确定下一控制点的目标位置；

39、基于所述当前朝向和所述目标位置确定行走方向。

40、通过采用上述技术方案，为了指示测绘人员按照扫描路径行走，三维激光扫描仪获取当前朝向，进而确定指示起始点，根据下一个控制点的位置，确定行走方向，测绘人员参照行走方向，能够减小测绘人员走错、丢失控制点的可能性。

41、进一步地，所述方法还包括：

42、当获取当前位置与任一控制点匹配成功的成功提示信息时，判断是否完成扫描路径；

43、若否，根据行走方向生成提示语音。

44、通过采用上述技术方案，在匹配成功的节点，生成提示语音，测绘人员无需查看屏幕，根据语音行动即可，提高工作效率。

45、第二方面，本技术提供一种三维激光扫描测绘装置，采用如下的技术方案：

46、测绘规划图获取模块，用于获取预设的测绘规划图，所述测绘规划图中包括多个控制点、控制点的点号以及扫描路径，首个控制点为所述扫描路径的起始点；

47、当前位置获取模块，用于获取用户输入的定位指令信息以及在接收到所述定位指令信息时的当前位置；

48、点号确定模块，用于根据当前位置以及所述扫描路径，将当前位置与各个控制点进行匹配，将匹配一致的控制点的点号确定为当前位置的点号。

49、通过采用上述技术方案，测绘规划图获取模块获取测绘人员输入的测绘规划图，包括测绘规划图中的控制点、控制点的点号和扫描路径，进而当前位置获取模块获取用户输入的定位指令信息，同时获取在接受到定位指令信息时的当前位置，进而点号确定模块将当前位置与扫描路径中的各个控制点匹配，将匹配一致的控制点的点号作为当前位置的点号，进而三维激光扫描仪自动确定点号，将在当前位置扫描的数据与地理位置数据进行融合。节省了不时查看点号以及输入点号的步骤，降低了点号录入的出错概率，减少扫描工作量。

50、第三方面，本技术提供一种三维激光扫描测绘仪，采用如下的技术方案：

51、一种三维激光扫描测绘仪，包括：

52、至少一个处理器；

53、存储器；

54、至少一个计算机程序，其中所述至少一个计算机程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述至少一个处理器执行，所述至少一个计算机程序配置用于：执行如第一方面中任一项所述的方法。

55、通过采用上述技术方案，处理器执行存储器中的计算机程序，首先获取测绘人员输入的测绘规划图，包括测绘规划图中的控制点、控制点的点号和扫描路径，进而获取用户输入的定位指令信息，同时获取在接受到定位指令信息时的当前位置，进而将当前位置与扫描路径中的各个控制点匹配，将匹配一致的控制点的点号作为当前位置的点号，进而三维激光扫描仪自动确定点号，将在当前位置扫描的数据与地理位置数据进行融合。节省了不时查看点号以及输入点号的步骤，降低了点号录入的出错概率，减少扫描工作量。

56、第四方面，本技术提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

57、一种计算机可读存储介质，存储有能够被处理器加载并执行如第一方面中任一项所述的方法的计算机程序。

58、通过采用上述技术方案，处理器执行计算机可读存储介质中的计算机程序，首先获取测绘人员输入的测绘规划图，包括测绘规划图中的控制点、控制点的点号和扫描路径，进而获取用户输入的定位指令信息，同时获取在接受到定位指令信息时的当前位置，进而将当前位置与扫描路径中的各个控制点匹配，将匹配一致的控制点的点号作为当前位置的点号，进而三维激光扫描仪自动确定点号，将在当前位置扫描的数据与地理位置数据进行融合。节省了不时查看点号以及输入点号的步骤，降低了点号录入的出错概率，减少扫描工作量。

59、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

60、1.三维激光扫描仪首先获取测绘人员输入的测绘规划图，包括测绘规划图中的控制点、控制点的点号和扫描路径，进而获取用户输入的定位指令信息，同时获取在接受到定位指令信息时的当前位置，进而将当前位置与扫描路径中的各个控制点匹配，将匹配一致的控制点的点号作为当前位置的点号，进而三维激光扫描仪自动确定点号，将在当前位置扫描的数据与地理位置数据进行融合，节省了不时查看点号以及输入点号的步骤，降低了点号录入的出错概率，减少扫描工作量；

61、2.为了指示测绘人员按照扫描路径行走，三维激光扫描仪获取当前朝向，进而确定指示起始点，根据下一个控制点的位置，确定行走方向，测绘人员参照行走方向，能够减小测绘人员走错、丢失控制点的可能性。