利用基于距离探测和3D点分析的歧义消解的空中多脉冲激光扫描系统技术方案

利用基于距离探测和3D点分析的歧义消解的空中多脉冲激光扫描系统。一种空中多脉冲(MPiA)激光扫描系统，其中，解决的MPiA问题在于，激光扫描仪的返回脉冲到发送脉冲的MPiA指派基于在间歇时间点处的距离跟踪和距离探测。每个距离探测包括被构造成无MPiA问题的飞行时间排布。本发明专利技术还涉及一种MPiA激光扫描系统，其中，将返回脉冲的时间序列内的MPiA歧义转换到3D点云空间，该3D点云空间提供来自所讨论的点的空间邻域的附加信息以使能实现MPiA消歧。

Air multi pulse laser scanning system based on distance detection and 3D point analysis for ambiguity resolution

【技术实现步骤摘要】
利用基于距离探测和3D点分析的歧义消解的空中多脉冲激光扫描系统
本专利技术涉及一种测量激光扫描仪的激光脉冲的飞行时间的空中多脉冲(multiple-pulses-in-air(MPiA))激光扫描系统。而且，本专利技术涉及一种用于测量激光扫描仪的激光脉冲的飞行时间的计算机程序产品。
技术介绍
脉冲飞行时间测量系统是当今许多不同应用领域中的标准解决方案。这里使用的原理基本上包括将脉冲电磁辐射发射到待测量的目标上并随后接收由该目标返回的辐射，其中，基于脉冲的飞行时间(即，激光脉冲(发送脉冲)的发送与该激光脉冲从目标表面返回的回波(返回脉冲)的接收之间的时间差)来确定距目标的距离。然后，可以利用光速，使用该测量来计算到所述表面的距离(range)。举例来说，机载LiDAR系统(LiDAR：光探测和测距)使用飞行时间(ToF)测量的工作原理来测量飞行器中的LiDAR传感器与在下面的地形之间的距离。当与飞行器轨迹的知识结合时，这些距离又可以被用于生成包含地形以及位于该地形上的建筑物和植被等特征的3D点云。使用不同的方法来检测返回脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种空中多脉冲MPiA激光扫描系统，所述MPiA激光扫描系统被配置为测量激光脉冲的飞行时间，所述MPiA激光扫描系统包括：/n激光扫描仪，所述激光扫描仪包括：/n发送器，所述发送器被配置为朝向目标发送作为发送脉冲的多个连续激光脉冲，以及/n接收器，所述接收器被配置为检测从所述目标返回的作为返回脉冲的所述发送脉冲；以及/n计算单元，所述计算单元被配置为基于所述返回脉冲中的一个返回脉冲到发送脉冲的指派来确定指示所述发送脉冲的飞行时间的测量值，/n其中，所述激光扫描仪被配置为在间歇时间点执行距离探测，其中，每个距离探测包括被构造成无空中多脉冲问题的飞行时间排布，并且/n其中，所述计算单元被配置为...

【技术特征摘要】
20181015 US 16/160,8851.一种空中多脉冲MPiA激光扫描系统，所述MPiA激光扫描系统被配置为测量激光脉冲的飞行时间，所述MPiA激光扫描系统包括：
激光扫描仪，所述激光扫描仪包括：
发送器，所述发送器被配置为朝向目标发送作为发送脉冲的多个连续激光脉冲，以及
接收器，所述接收器被配置为检测从所述目标返回的作为返回脉冲的所述发送脉冲；以及
计算单元，所述计算单元被配置为基于所述返回脉冲中的一个返回脉冲到发送脉冲的指派来确定指示所述发送脉冲的飞行时间的测量值，
其中，所述激光扫描仪被配置为在间歇时间点执行距离探测，其中，每个距离探测包括被构造成无空中多脉冲问题的飞行时间排布，并且
其中，所述计算单元被配置为基于距离跟踪来执行所述指派，其中，通过考虑基于所述返回脉冲中的至少另一返回脉冲确定的指示飞行时间的测量值并且通过考虑基于所述距离探测确定的指示飞行时间的至少一个探测值作为可靠测量值来将所述返回脉冲指派给所述发送脉冲。


2.根据权利要求1所述的MPiA激光扫描系统，其中，所述激光扫描仪被配置成：
·根据具有空间上不同的扫描点的空间扫描图案朝向所述目标引导所述发送脉冲，并且
·在所述空间扫描图案中的不同扫描点执行所述距离探测的至少一部分。


3.根据权利要求2所述的MPiA激光扫描系统，其中，所述激光扫描仪被配置为对飞越地形进行航空测量，生成所述空间扫描图案以使所述空间扫描图案具有相对于所述激光扫描仪的飞行方向的横向延伸，以及沿着所述横向延伸在不同扫描点执行所述距离探测的至少一部分。


4.根据权利要求1所述的MPiA激光扫描系统，其中，所述计算单元被配置为通过考虑在所述返回脉冲之前的时间上最接近的距离探测，或者通过考虑继所述返回脉冲之后的时间上最接近的距离探测，来执行所述指派。


5.根据权利要求1所述的MPiA激光扫描系统，其中，所述计算单元还被配置成：
·记录根据不同距离探测确定的探测值的历史以及基于不同返回脉冲确定的测量值的历史，
·应用基于所述历史逼近所述目标的形状分量的启发式技术，以及
·考虑所述形状分量来执行所述指派。


6.根据权利要求5所述的MPiA激光扫描系统，其中
·所述计算单元被配置为借助于基于包括多个返回脉冲的移动时间窗口对所述历史的移动分析来应用所述启发式技术，
·其中，所述移动时间窗口具有比连续距离探测之间的时间间隔大的固定尺寸。


7.根据权利要求1所述的MPiA激光扫描系统，其中，所述计算单元还被配置为确定所述指派的置信水平，其中，所述置信水平是基于以下项中的至少一项来确定的：
·所述测量值与根据所述时间上最接近的距离探测确定的所述探测值之间的差，
·所确定的测量值的按时间顺序排列的不同区段的相似度，
·统计模型，以及
·数学量度。


8.根据权利要求7所述的MPiA激光扫描系统，其中：
·所述激光扫描仪被配置为将常规脉冲位置调制盖印到所述发送脉冲，并且
·所述计算单元被配置为基于所述脉冲位...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘志刚，J·C·桑德斯三世，杨全，
申请(专利权)人：莱卡地球系统公开股份有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH