(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211236572.0 (22)申请日 2022.10.10 (71)申请人 创数 （深圳） 网络科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区航城街 道钟屋社区洲石路650号宝星智荟城2 号楼230 (72)发明人 黄泽宇　罗冠清　 (74)专利代理 机构 深圳汉林汇融知识产权代理 事务所(普通 合伙) 44850 专利代理师 吴洪波 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06T 15/04(2011.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/64(2017.01)G06T 5/00(2006.01) G06T 5/20(2006.01) G06T 7/73(2017.01) G06T 7/00(2017.01) G06T 7/40(2017.01) G01S 17/89(2020.01) G01S 7/48(2006.01) B23K 26/362(2014.01) (54)发明名称 基于激光雷达的实时三维重建方法及装置 (57)摘要 本发明涉及物联网技术领域， 公开了一种基 于激光雷达的实时三维重建方法及装置， 用于提 高三维重建的准确率以及激光雕刻的准确率。 所 述方法包括： 根据参数数据计算多个扫描角度； 根据多个扫描角度进行全 方位扫描， 输出原始点 云数据集； 对原始点云数据集进行预处理， 得到 目标点云数据集； 对目标点云数据集进行点云配 准和特征提取， 得到特征点云数据， 并对特征点 云数据进行三维重建， 得到目标三维模型； 根据 目标三维模 型选取待雕刻区域， 并根据目标雕刻 图案对待雕刻区域进行激光雕刻， 得到目标物 品； 采集目标物品的表面图像， 并根据表面图像 对目标物品进行激光雕刻质量检验， 得到质量检 验结果。 权利要求书3页 说明书13页 附图4页 CN 115330958 A 2022.11.11 CN 115330958 A 1.一种基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述基于激光雷达的实时三 维重建方法包括： 获取待处理物品的参数数据， 并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率， 以及根据所述物体曲率计算所述待处 理物品的多个扫描角度； 根据所述多个扫描角度， 调用预置的激光雷达对所述待处理物品进行全方位扫描， 输 出每个扫描角度的点云数据， 并对每个扫描角度的点云数据进行点云数据融合， 生成所述 待处理物品的原 始点云数据集； 对所述原始点云数据集进行离群点去 除， 得到标准点云数据集， 并对所述标准点云数 据集进行点云滤波， 得到降噪点云数据集， 以及对 所述降噪点云数据集进 行密度平均处理， 得到目标点云数据集； 对所述目标点云数据集进行点云配准和特征提取， 得到特征点云数据， 并通过预置的 三维重建算法对所述特征点云数据进 行三维重 建， 得到所述待处理物品对应的目标三维模 型； 根据所述目标三维模型选取所述待处理物品的待雕刻区域， 并获取目标雕刻图案， 以 及调用预置的激光雕刻机并根据所述目标雕刻图案对所述待雕刻区域进 行激光雕刻， 得到 目标物品； 采集所述目标物品的表面图像， 并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提 取， 得到目标表征 数据， 以及对所述目标表征 数据进行纹 理特征提取， 得到表面纹 理特征； 根据所述表面纹理特征对所述目标物品进行激光雕刻质量检验， 得到所述目标物品对 应的质量检验结果。 2.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述获取待 处理物品的参数数据， 并根据所述参数数据计算所述待处理物品的物体曲率， 以及根据所 述物体曲率计算所述待处 理物品的多个扫描角度， 包括： 从预置的数据库中查询待处理物品的目标型号， 并根据 所述目标型号获取所述待处理 物品的参数 数据； 根据所述 参数数据计算所述待处 理物品的物体曲率； 根据所述物体曲率将所述待处 理物品分割为多个连续视 觉区域； 根据所述多个连续视 觉区域确定所述待处 理物品的多个扫描角度。 3.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述对所述 原始点云数据集进行离群点去除， 得到标准点云数据集， 并对所述标准点云数据集进行点 云滤波， 得到降噪点云数据集， 以及 对所述降噪点云数据集进 行密度平均处理， 得到目标点 云数据集， 包括： 获取所述原始点云数据集中的多个目标点， 并分别计算所述多个目标点之间的点距； 根据所述点距确定离群点， 并将所述原始点云数据集中的离群点进行去 除， 得到标准 点云数据集； 对所述标准点云数据集中的多个目标点进行领域均值计算， 得到目标均值， 并根据所 述目标均值对所述标准 点云数据集中的多个目标点进行点 位修正， 得到降噪点云数据集； 计算所述降噪点云数据集的点云密度， 并根据所述点云密度对所述降噪点云数据集进 行密度平均处 理， 得到目标点云数据集。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115330958 A 24.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述对所述 目标点云数据集进行点云配准和特征提取， 得到特征点云数据， 并通过预置的三维重建算 法对所述特 征点云数据进行三维重建， 得到所述待处 理物品对应的目标三维模型， 包括： 从所述目标点云数据集中选取多个基点， 并根据 所述多个基点对所述目标点云数据集 进行点云配准， 得到点云配准后的数据集； 对所述点云配准后的数据集进行 特征点提取， 得到特 征点云数据； 通过预置的三维重建算法对所述特征点云数据进行点云卷积运算， 得到多个特征像素 值； 根据所述多个特 征像素值构建所述待处 理物品的三维结构； 对所述三维结构进行三维渲染， 得到所述待处 理物品的目标三维模型。 5.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述采集所 述目标物品的表面图像， 并根据所述表面图像对所述 目标物品进行表征数据提取， 得到目 标表征数据， 以及对所述目标表征 数据进行纹 理特征提取， 得到表面纹 理特征， 包括： 采集所述目标物品的表面图像， 并根据所述表面图像对所述目标物品进行表征数据提 取， 得到目标表征 数据； 将所述目标表征 数据输入预置的卷积神经网络进行 特征提取， 得到特 征表征数据； 将所述特 征表征数据输入预置的生成对抗网络进行 特征还原， 得到目标还原数据； 对所述目标还原数据进行纹理特征识别和纹理特征提取， 输出所述目标表征数据的表 面纹理特征。 6.根据权利要求1所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述根据 所 述表面纹理特征对所述目标物品进行激光雕刻质量检验， 得到所述目标物品对应的质量检 验结果， 包括： 根据所述表面纹 理特征计算激光雕刻区域的位置数据、 雕刻深度和表面平 滑度； 根据所述位置数据、 所述雕刻深度和所述表面平滑度对所述目标物品进行激光雕刻质 量检验， 生成质量检验结果。 7.根据权利要求1 ‑6中任一项所述的基于激光雷达的实时三维重建方法， 其特征在于， 所述基于 激光雷达的实时三维重建方法还 包括： 根据所述目标雕刻图案对所述待雕刻区域进行图案映射， 得到预雕刻区域； 对所述预雕刻区域进行分区， 得到多个分区， 并获取所述多个分区的二维图案和每个 分区的位置参数； 通过所述激光雕刻机根据每个分区的位置参数对预雕刻区域进行定位， 并控制所述激 光雕刻机按照所述 二维图案对所述预雕刻区域进行激光雕刻， 得到目标物品。 8.一种基于激光雷达的实时三维重建装置， 其特征在于， 所述基于激光雷达的实时三 维重建装置包括： 获取模块， 用于获取待处理物品的参数数据， 并根据所述参数数据计算所述待处理物 品的物体曲率， 以及根据所述物体曲率计算所述待处 理物品的多个扫描角度； 扫描模块， 用于根据所述多个扫描角度， 调用预置的激光雷达对所述待处理物品进行 全方位扫描， 输出每个扫描角度的点云数据， 并对每个扫描角度的点云数据进行点云数据 融合， 生成所述待处 理物品的原 始点云数据集；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115330958 A 3