[发明专利]机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法及装置

说明书

本申请实施例公开了一种机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法及装置，涉及数据处理技术领域。其中，机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法包括：提取各航带原始点云数据中的特征面片，并对不同航带的特征面片中的同名特征面片进行匹配，提取特征面片各点对应的原始激光器观测值，以及，对应时刻的定姿定位系统姿态及位置，根据原始激光器观测值、定姿定位系统姿态及位置、特征面片中各点及拟合的参考平面的平面方程，基于最小二乘法算法进行设备集成安置角检校。上述方法和装置可用于提高安置角检校的精度和自动化程度。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法及装置。

背景技术

激光雷达扫描技术是一种快速的三维地理数据获取技术，可搭载在三脚架、移动背包、汽车、轮船、飞机等不同平台上，获取丰富海量的点云数据。随着激光雷达系统和定姿定位系统(POS，Positioning and Orientation System)的不断小型化、低成本化，以及无人机技术的井喷式爆发，机载激光雷达系统正迅速走向行业应用。

如何进行机载激光雷达系统设备检校，即检校激光传感器与POS中惯性测量单元(IMU，Inertial measurement unit)的安装角度误差(即安置角误差)，一直是激光雷达系统集成的核心工作，其检校精度直接影响整个系统的测量精度。

常用的机载激光雷达关于安置角的检校算法有分步检校法、差异分析检校法、模型约束检校法。分步检校法算法简单，通过人工分步量取不同航带数据之间的角度差异，即可以计算出安置角误差，但该方法依赖作业员的操作水平，需要进行多次迭代操作，耗时耗力且对于低空小型的机载激光雷达设备检校结果误差较大。差异分析法通过分析选取的激光点云中特征点与地面控制点的差异计算安置角误角误差，该方法算法相对简单，但需要在地面布设控制点，而且在激光点云数据中选择特征点不能保证选择到严格对应的点云，所以仍然会有较大误差，且同样需要较大量的人工干预。模型约束法即根据从不同航带数据中提取出几何模型，使该类模型可以最佳重合作为检校算法的约束，该方法在较大初始误差情况下无法准确的实现设备检校，并且该算法的自动化程度和检校精度均不高。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法及装置，优化现有检校算法，减少操作员的干预，增强检校结果的可靠性。

本申请实施例第一方面提供了一种机载激光雷达系统设备集成安置角检校方法，包括：

提取各航带原始点云数据中的特征面片，并对不同航带的所述特征面片中的同名特征面片进行匹配；

提取所述特征面片各点对应的原始激光器观测值，以及，对应时刻的定姿定位系统姿态及位置；

根据不同航带中的所述同名特征面片拟合参考平面；

根据所述原始激光器观测值、所述定姿定位系统姿态及位置、所述特征面片中各点及拟合的所述参考平面的平面方程，基于最小二乘法算法进行设备集成安置角检校。

本申请实施例第二方面提供了一种机载激光雷达系统设备集成安置角检校装置，所述装置包括：

提取模块，用于提取各航带原始点云数据中的特征面片；

匹配模块，用于对不同航带的所述特征面片中的同名特征面片进行匹配；

所述提取模块，还用于提取所述特征面片各点对应的原始激光器观测值，以及，对应时刻的定姿定位系统姿态及位置；

拟合平面模块，用于根据不同航带中的所述同名特征面片拟合参考平面；

检校模块，用于根据所述原始激光器观测值、所述定姿定位系统姿态及位置、所述特征面片中各点及拟合的所述参考平面的平面方程，基于最小二乘法算法进行设备集成安置角检校。