双旋轴激光扫描仪

双旋轴激光扫描仪技术团队由北京工业大学和清华大学的教授、博导组成，多名博士硕士联合研发，充分发挥跨院校、多学科的交叉互补优势，具有雄厚的科研实力。

目录

技术团队简介

贾克斌，博士，教授，博士生导师，主要研究方向为多媒体信息处理技术，国务院政府特殊津贴获得者。兼任中国自动化学会理事、中国自动化学会智能建筑与楼宇自动化专业委员会主任委员、中国电子教育学会研究生教育分会常务理事、国际期刊JIHMSP副主编。主持国家“973”项目、国家自然科学基金重点项目、国家科技支撑项目、国家重大科技专项各1项，主持国家基金面上项目4项、北京市自然科学基金项目4项(其中重点项目3项)，主持国家教育部、北京市科学技术委员会、国家军工等重点项目共计20余项。

王子羲，博士，清华大学机械工程系副研究员，博士生导师。先后参加多项863、奥运攻关项目的研究工作，作为技术负责人完成了十一五科技支撑计划课题“远洋船舶压载水物理净化处理技术”，主持参加多项国家重大专项、自然基金、航空基金等课题。

王志举，北京工业大学硕士研究生，曾获5项国家级科技奖项，包括全国大学生先进制图技术全国一等奖、机械产品数字化设计大赛全国一等奖等。曾任中央军委总后勤部基于无人机XXX装备招标比测三维重建技术顾问，曾任XX型号军用车辆底盘高精度重建及通过性分析项目负责人。获得第七届中国国际“互联网+”创新创业大赛国家金奖，第三届首都高校大学生创新创业大赛冠军。曾任北工大机电学院第三十届学生会主席，北工大第十六届研究生会主席。

技术介绍

本项目提出的双旋轴激光扫描仪（如图2-2）能够将激光雷达数据与电机编码器的旋转数据进行融合，以双自由度的方式进行旋转，从而极大提高扫描速率和地图构建速率。实现每秒投射30000点，最大测程100m，相对精度1.5~3cm。其核心器件实现全国产化，具有大范围、动态扫描、超广角等特点，同时开发了相关配套软件，能够实现多载具多环境下的适配。打破了国外在高性能三维激光扫描市场的垄断。

一、基于双旋转激光扫描仪的多地形移动定位与三维重建方案

（1）系统技术框架

SLAM(同步定位与建图)技术是当今的研究热门，SLAM问题可以描述为: 激光扫描仪在未知环境中从一个未知位置开始进行扫描,在移动过程中根据位置和地图进行自身定位，同时在自身定位的基础上建造增量式地图，实现激光扫描仪的自主定位和导航。与传统方式相比，SLAM技术可以让设备在陌生环境中完成自主定位并建立周边环境地图。而以三维激光为主的SLAM由于激光能够获取精确的距离信息且数据密集性，在三维重建方面有着很大的应用价值，激光SLAM的整体框架如图1所示。

整体激光SLAM 流程分为以下几步：

传感器信息读取：在激光SLAM 中主要为激光点云信息的读取和预处理。如果在移动平台中，还可能有码盘、惯性传感器等信息的读取和同步。

前端里程计：里程计任务是估算相邻间时间点的运动，以及局部地图的样子。

后端优化（Optimization）：后端接受不同时刻前端里程计测量的位姿，以及回环检测的信息，对它们进行优化，得到全局一致的轨迹和地图。

回环检测（Loop Closing）：回环检测判断移动平台是否曾经到达过先前的位置。如果检测到回环，它会把信息提供给后端进行处理。

建图（Mapping）：它根据估计的轨迹，建立与任务要求对应的地图。

本团队拟利用自主研发的高性能双旋转激光扫描仪实现多地形的高效三维地图构建与实时定位。同时融合激光雷达+多传感器系统和SLAM过程的特点，全面提升地图构建与传输的可靠性、准确性和流畅性。