【技术实现步骤摘要】
激光雷达移动测量系统的快速标定方法
本专利技术涉及移动测量领域，特别是一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法。
技术介绍
移动测量系统作为一种采集空间三维信息的技术手段，在数字城市、无人驾驶、地形图测绘等领域有着广泛的应用。移动测量系统包含有多种传感器，采集到的数据有惯性导航系统(以下简称INS)数据、卫星导航系统(以下简称GNSS)数据、激光雷达数据、里程编码器数据、影像数据等。如何获得传感器之间精确的相对位置和姿态关系并将多种传感器数据融合处理，是得到高精度点云的关键问题。激光雷达移动测量系统标定主要是为了获得激光雷达与惯性导航系统之间的相对位置和姿态关系。相对位置和姿态关系用T、R来表示，其中，T代表相对位置矢量，由三维坐标系三个方向的平移量(tx，ty，tz)构成；R代表姿态旋转矩阵，由三个旋转角(航向角yaw，俯仰角pitch，翻滚角roll)的三角函数来构成。故标定参数实际是三个方向的平移量(tx，ty，tz)和三个旋转角(yaw，pitch，roll)总共6个参数。张海啸，钟若飞，孙海丽.顾及平面特征的车载激光...
【技术保护点】
1.一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是包括以下步骤：/nS1、将具有惯性导航系统、卫星导航系统和激光扫描雷达系统(4)的移动测量系统在具有形状规则的建筑物的十字路口(6)多次采集激光雷达数据；/nS2、根据惯性导航系统、卫星导航系统和激光扫描雷达系统(4)采集的数据联合解算点云；/n将基于激光雷达坐标系(41)的原始点云转换为基于载体坐标系(21)的成果点云；/n在转换过程中调整姿态角，分别根据翻滚角、航向角和俯仰角调整载体坐标系(21)的点云，补偿各次采集的点云的姿态角误差；/n通过以上步骤实现激光雷达移动测量系统的快速标定。/n
【技术特征摘要】
1.一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是包括以下步骤：
S1、将具有惯性导航系统、卫星导航系统和激光扫描雷达系统(4)的移动测量系统在具有形状规则的建筑物的十字路口(6)多次采集激光雷达数据；
S2、根据惯性导航系统、卫星导航系统和激光扫描雷达系统(4)采集的数据联合解算点云；
将基于激光雷达坐标系(41)的原始点云转换为基于载体坐标系(21)的成果点云；
在转换过程中调整姿态角，分别根据翻滚角、航向角和俯仰角调整载体坐标系(21)的点云，补偿各次采集的点云的姿态角误差；
通过以上步骤实现激光雷达移动测量系统的快速标定。
2.根据权利要求1所述的一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是：在步骤S1中，移动测量系统在十字路口(6)至少采集为三次，其中两次为往返采集行走轨迹(7)，其中至少两次的采集行走轨迹(7)互相垂直。
3.根据权利要求1所述的一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是：从原始点云转换到成果点云的坐标转换过程为：
Pi＝RPr+T；公式1
Pb＝RbiPi；公式2
Pw＝RwbPb+Twb；公式3
其中，Pr为原始点云坐标，为3维列向量；
Pr＝(Xr,Yr,Zr)T；公式4
Pi为惯性导航系统坐标系中的点云坐标，T、R为标定参数，分别表示激光雷达坐标系(41)相对于惯性导航系统坐标的位置和姿态，其中T为3维列向量；
T＝(tx,ty,tz)T；公式5
R为3×3原始姿态矩阵；
其中，roll表示翻滚角，yaw表示航向角，pitch表示俯仰角；
Pb为载体坐标系中的点云坐标，Rbi为惯性导航系统坐标系在载体坐标系中的姿态矩阵，载体坐标系的坐标原点和INS坐标系的坐标原点重合，所惯性导航系统坐标系转换到载体坐标系没有位置向量；
Pw为世界坐标系中的点云坐标，Rwb为载体坐标系在世界坐标系中的姿态矩阵，Twb为载体坐标系在世界坐标系中的位置向量，Rwb和Twb由卫星导航系统(1)和惯性导航系统(2)提供。
4.根据权利要求3所述的一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是：调整载体坐标系的姿态角：
Pb′＝ΔRRbi(RPr+T)；公式7
Pb′为调整后的载体坐标系坐标，ΔR为调整的姿态角矩阵；
此处的3维列向量T，由结构设计或测量得到，解算时T的误差予以忽略；
世界坐标系的点云坐标：
Pw′＝RwbPb′+Twb；公式8
Pw′为调整后的世界坐标系点云坐标。
5.根据权利要求4所述的一种激光雷达移动测量系统的快速标定方法，其特征是：姿态角调整的顺序为首先调整翻滚角，然后调整航向角或俯仰角。
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪开理，杨晶，陈海佳，颜源，
申请(专利权)人：武汉海云空间信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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