一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术的实施例公开一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置，涉及校验技术，能够提升机载激光雷达系统的精度。所述机载激光扫描测量仪单机检校的方法包括：对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL，式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校。本发明专利技术适用于对机载激光扫描测量仪进行单机校验。

A method and a device for airborne laser scanning measuring instrument calibration unit

Method and device of the embodiment of the invention discloses an airborne laser scanning measuring instrument of single calibration, involving verification technology that can enhance the accuracy of airborne laser radar system. The method of airborne laser scanning measuring instrument single calibration: ranging error calibration of airborne laser scanning measuring instrument, the ranging error calibration including laser ranging: Determination of additive constant and multiplication constant and the strength of the correction coefficient, the distance measurement of laser ranging of additive constant and multiplication constant correction coefficient and intensity on the distance using the ranging error calibration formula LQ = LL+K0+K1LL+ L, LQ distance formula, true value; LL observation; K0 and K1 constant; multiplicative constant; L is the strength of the correction coefficient of distance; angle error calibration of airborne laser scanning measuring instrument. The invention is suitable for a single machine check for an airborne laser scanning measuring instrument.

【技术实现步骤摘要】
一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置
本专利技术涉及校验技术，尤其涉及一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置。
技术介绍
机载激光雷达系统由于具有外形简单、质量轻便，可以搭载的飞行平台众多，而且具有70°的有效扫描视场和每秒最多200K个脉冲的高扫描密度，可以有效提高航空测绘扫描效率，能够很好地适应我国多山地貌和高效航测作业的需求，得到了广泛的应用，例如，电力巡线三维数据采集、城市三维信息化建模、地籍测量及监视、水利勘测、林木和植被考察等各种高效、高精度三维测量领域。机载激光雷达系统中的机载激光扫描测量仪(三维成像)以脉冲激光器作为主动探测光源，利用激光单色性好、方向性强、能量高、光束窄的特点进行测距扫描，通过接收目标对激光信号的反射及散射回波来测量目标的方位和距离，即由激光器发送连续脉冲信号，经转台连续旋转形成扫描视场，再经过一定距离范围内的目标反射后被光学接收系统收集，记录每个脉冲的收发时间及转台角度，从而确定目标的空间方位，形成点云数据，依据点云数据得到高精度的三维目标测量信息，实现计量和检测。机载激光雷达系统的精度不仅受激光扫描仪、相机、POS与惯性稳定平台等核心部件精度的影响，更取决于集成系统中多传感器时空参数和动态变化模型的准确性。因而，在使用机载激光雷达系统之前，对机载激光雷达系统进行校验，使之满足预先设置的参数，是提升机载激光雷达系统的精度的有效方式之一。机载激光雷达系统的检校包括：机载激光扫描测量仪单机检校、SWDC单镜头数字航测相机的单机检校、POS与相机集成系统检校、POS与激光扫描测量仪集成系统检校等，目前，还没有提出一种有效的机载激光扫描测量仪单机检校方法以提升机载激光雷达系统的精度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置，能够提升机载激光雷达系统的精度。第一方面，本专利技术实施例提供一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法，包括：对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校。结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述距离真值为全站仪测定的激光发射中心到标志点的距离，所述观测值为机载激光扫描测量仪测得的标志点到激光发射中心的距离。结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数包括：获取全站仪测定的激光发射中心到标志点的距离，得到距离真值；获取机载激光扫描测量仪测定的标志点到激光发射中心的距离，得到观测值；利用预先设置的标志板，建立强度对距离的改正系数查找表，从而完成强度对距离的改正；将多个距离处得到的多组观测数据、距离真值、观测值以及强度对距离的改正系数查找表应用于预先设置的测距误检校公式，利用最小二乘拟合，求得加常数和乘常数。结合第一方面，在第一方面的第三种实施方式中，所述测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数包括：将机载激光扫描测量仪放于一平台上，平台置于三个脚螺旋上，利用长水准管通过调节三个脚螺旋使平台保持水平；在近距离处用红外感光片确定扫描线上的两个点，将所述两个点用垂球引至地面，用钉子做上标记，以保证激光扫描线落在灰度纸上；将全站仪架于后方，并使全站仪与前面的两个点在一条线上；利用全站仪指导在预先设置的不同距离处(30m-500m)放置灰度板，使激光能扫到灰度板；利用垂球将标志板竖直放置；在每个距离处，触发机载激光扫描测量仪先扫描灰度板，从扫描得到的点云图中确定扫描线落在灰度纸上后，触发全站仪分别测定各灰度纸的坐标以及激光中心的坐标；利用全站仪测得的坐标求解灰度纸与激光中心间的斜距，将求解得到的斜距与激光点云中提取的斜距值进行比较。结合第一方面，在第一方面的第四种实施方式中，所述对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校包括：利用双轴数显手动转台，在保证双轴数显手动转台安置面与扫描面平行的前提下，以双轴数显手动转台输出的角度作为真值，机载激光扫描测量仪输出的角度作为观测值，根据预先设置的测角误差检校拟合公式求解角度改正第一系数和角度改正第二系数。结合第一方面的第四种实施方式，在第一方面的第五种实施方式中，所述测角误差检校拟合公式为：θQ＝θL+K1·θL+K2式中，θQ为转台测得的标志点的角度；θL为机载激光扫描测量仪测得的标志点的角度；K1为角度改正第一系数；K2为角度改正第二系数。结合第一方面，在第一方面的第六种实施方式中，所述对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校包括：在进行校验时，固连机载激光扫描测量仪与双轴数显手动转台，并使机载激光扫描测量仪的转镜中心与双轴数显手动转台的旋转中心在同一铅垂线；利用长水准管调节双轴数显手动转台安置面的倾角至水平位置；开启机载激光扫描测量仪，对着远处预先设置的方向进行扫描，同时每隔一段时间将转台转动一预先设置的角度阈值(约为2°)，然后静止扫描一段时间(约为20″)，继续往同一方向转动转台，转动足够的角度后停止扫描；根据预先设置的测角误差检校拟合公式，计算机载激光扫描测量仪的角度改正第一系数以及角度改正第二系数。结合第一方面的第六种实施方式，在第一方面的第七种实施方式中，所述机载激光扫描测量仪的转镜中心与双轴数显手动转台的旋转中心的水平位置偏差不超过2cm。第二方面，本专利技术实施例提供一种机载激光扫描测量仪单机检校装置，包括：测距误检校模块以及测角误差检校模块，其中，测距误检校模块，用于对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；测角误差检校模块，用于对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校。结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述距离真值为全站仪测定的激光发射中心到标志点的距离，所述观测值为机载激光扫描测量仪测得的标志点到激光发射中心的距离。本专利技术实施例提供的一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法及装置，通过对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL，式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校，能够提升机载激光雷达系统的精度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1为本专利技术的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，包括：对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校。

【技术特征摘要】
1.一种机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，包括：对机载激光扫描测量仪进行测距误检校，所述测距误检校包括：测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数，其中，利用测距误检校公式测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数：LQ＝LL+K0+K1LL+ΔL式中，LQ为距离真值；LL为观测值；K0为加常数；K1为乘常数；ΔL为强度对距离的改正系数；对机载激光扫描测量仪进行测角误差检校。2.根据权利要求1所述的机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，所述距离真值为全站仪测定的激光发射中心到标志点的距离，所述观测值为机载激光扫描测量仪测得的标志点到激光发射中心的距离。3.根据权利要求1所述的机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，所述测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数包括：获取全站仪测定的激光发射中心到标志点的距离，得到距离真值；获取机载激光扫描测量仪测定的标志点到激光发射中心的距离，得到观测值；利用预先设置的标志板，建立强度对距离的改正系数查找表，从而完成强度对距离的改正；将多个距离处得到的多组观测数据、距离真值、观测值以及强度对距离的改正系数查找表应用于预先设置的测距误检校公式，利用最小二乘拟合，求得加常数和乘常数。4.根据权利要求1所述的机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，所述测定激光测距加常数和乘常数以及强度对距离的改正系数包括：将机载激光扫描测量仪放于一平台上，平台置于三个脚螺旋上，利用长水准管通过调节三个脚螺旋使平台保持水平；在近距离处用红外感光片确定扫描线上的两个点，将所述两个点用垂球引至地面，用钉子做上标记，以保证激光扫描线落在灰度纸上；将全站仪架于后方，并使全站仪与前面的两个点在一条线上；利用全站仪指导在预先设置的不同距离处(30m-500m)放置灰度板，使激光能扫到灰度板；利用垂球将标志板竖直放置；在每个距离处，触发机载激光扫描测量仪先扫描灰度板，从扫描得到的点云图中确定扫描线落在灰度纸上后，触发全站仪分别测定各灰度纸的坐标以及激光中心的坐标；利用全站仪测得的坐标求解灰度纸与激光中心间的斜距，将求解得到的斜距与激光点云中提取的斜距值进行比较。5.根据权利要求1所述的机载激光扫描测量仪单机检校的方法，其特征在于，所述对机载激光扫描测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军杰，王超，杨保，邱士可，张鹏飞，王丽媛，杨春，杜军，马玉凤，郝利民，宋立生，
申请(专利权)人：河南省科学院地理研究所，河南四维远见信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41