【技术实现步骤摘要】
一种基于圆形扫描的机载激光雷达测距精度的检校方法
本专利技术属于激光雷达测量系统的测距精度检校方法领域,特别涉及该领域中的一种基于圆形扫描的机载激光雷达测距精度的检校方法。
技术介绍
激光雷达的工作原理是向目标发射激光束,然后将接收到的目标回波信号与激光束发射时的时间进行解算,以获得目标的距离信息。基于圆形扫描的机载激光雷达采用单波束工作方式,激光器每次只发射一路光束,光束经楔形镜折射后按照固定的方向对外发射,并通过电机驱动楔形镜转动的方式在雷达的发射镜面形成圆形扫描。激光雷达测距原理为S=v×t,v即光速为3×108m/s,t为激光雷达FPGA板卡发出激光束到接收到回波信号的时间间隔,影响激光雷达测距精度的主要原因是FPGA记录的时间t1和激光实际传输的时间t2不相等,从而导致距离的解算值与真值之间存在差异。引起时间t记录错误的原因主要有以下几个方面:1)FPGA发出激光发射指令到激光器发出激光束产生时间差Δt1;2)激光器发射激光束经过雷达楔形镜时速度下降,产生时间差Δt2;3)接收装置接收到激光回波信号到FPGA记录该回波时间产生时间差Δt3。另外,激光雷达产品在后期的系统集成中需要与组合导航(GNSS+IMU)协同工作,激光点云经与位姿数据联合解算后,才能输出带有大地坐标的三维空间点云。而激光雷达与GNSS、IMU联合标定时,无法测量雷达内部的光路原点的准确位置,只能对激光雷达外表面的特征点进行标定。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问 ...
【技术保护点】
1.一种基于圆形扫描的机载激光雷达测距精度的检校方法,其特征在于,包括如下步骤:/n(1)特征点距离差值计算:/n(11)特征点选取:/n机载激光雷达工作方式是圆形扫描式,即通过伺服电机带动楔形镜沿中心线旋转,使得激光束呈以中心线为轴心的圆锥形,在目标平面上体现为以中心线在目标平面上的投影为圆心的圆弧,选取圆弧上与激光雷达镜面中心在同一水平面和同一铅垂面的四个扫描点为距离差值计算的特征点,标记为A、B、C、D;/n(12)激光雷达定点观测特征点:/n将激光雷达水平安置在安置台上,设置楔形镜的旋转角度,使激光束水平打出到达A点,记录此时激光雷达数据解算软件解算的距离值S
【技术特征摘要】
1.一种基于圆形扫描的机载激光雷达测距精度的检校方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)特征点距离差值计算:
(11)特征点选取:
机载激光雷达工作方式是圆形扫描式,即通过伺服电机带动楔形镜沿中心线旋转,使得激光束呈以中心线为轴心的圆锥形,在目标平面上体现为以中心线在目标平面上的投影为圆心的圆弧,选取圆弧上与激光雷达镜面中心在同一水平面和同一铅垂面的四个扫描点为距离差值计算的特征点,标记为A、B、C、D;
(12)激光雷达定点观测特征点:
将激光雷达水平安置在安置台上,设置楔形镜的旋转角度,使激光束水平打出到达A点,记录此时激光雷达数据解算软件解算的距离值SPA0,并标记A点,同理,设置楔形镜旋转角度,可得到B、C、D三点的距离解算值SPB0、SPC0、SPD0,并标记B、C、D三点,A、B、C、D四点的观测为一组,完成该组观测后标记激光雷达镜面中心点为P点;
(13)全站仪观测记录:
将全站仪架设在空旷无遮挡处,整平后标记全站仪中心点为O,开始测量激光雷达和特征点:
(131)转动全站仪的照准部使其照准P点观测,记录OP距离SOP和竖角β1,并将全站仪水平度盘置零;
(132)转动全站仪的照准部使其照准特征点A观测,记录OA距离SOA、竖角β2和水平角α1,水平角即∠POA;
(133)将全站仪依次照准B、C、D三点,可依次得到B、C、D三点的观测值(SOB、β3、α2),(SOC、β4、α3),(SOD、β5、α4);
(14)计算激光雷达镜面中心到各特征点的距离观测值S:
SPA12=SOP2×cos2β1+SOA2×cos2β2-2×SOP×cosβ1×SOA×cosβ2×cosα1
SPB12=SOP2×cos2β1+SOB2×cos2β3-2×SOP×cosβ1×SOB×cosβ3×cosα2
SPC12=SOP2+SOC2-2×SOP×SOC×(cosβ1×cosβ4×cosα3+sinβ1×sinβ4)
SPD12=SOP2+SOD2-2×SOP×SOD×(cosβ1×cosβ5×cosα4-sinβ1×sinβ5)
根...
【专利技术属性】
技术研发人员:张鹏,周亮,张迎春,郎锐,方淑燕,董建业,
申请(专利权)人:中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所,
类型:发明
国别省市:山东;37
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