一种机载激光雷达系统平差处理方法技术方案

技术编号:24329716 阅读:24 留言:0更新日期:2020-05-29 19:12
本发明专利技术涉及激光雷达平差技术,其公开了一种机载激光雷达系统平差处理方法,解决传统技术手动输入安装误差参数调整误差值存在的需要大量人工干预、无法得到精确解的问题。该处理方法包括以下步骤:a.获取无人机位置姿态信息;b.选取不同航带的同名点;c.通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置;d.以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,建立方程;e.基于同名点通过最小二乘法反算求解安置误差;f.通过安置误差反算角度误差及偏移误差。

An adjustment method of airborne lidar system

【技术实现步骤摘要】
一种机载激光雷达系统平差处理方法
本专利技术涉及激光雷达平差技术,具体涉及一种机载激光雷达系统平差处理方法。
技术介绍
激光雷达是一种能够快速获取目标三维空间信息的主动测量手段,它具有全天候、精度高、费用低等优点。近年来,机载激光雷达在林业、城市、交通、水利等领域中得到了广泛的应用。由于安装过程无法确保激光雷达的安装角度精度达到要求,且完全一致。在生成点云过程中会出现不同程度精度损失,因此需要对扫描图像进行平差算法处理以减小精度损失。当前常见方法为通过手动输入安装误差参数,调整其误差值到最小。由于平差过程涉及矩阵方程运算,需要同时求解两个矩阵,运算过程较为复杂繁琐,且方程数不足,无法得到单一解,在常规工程应用中很难得到正确的结果,因此需要采用手动输入逐渐测试的方式,逐渐逼近正确结果,达到计算目的。此方法存在盲目性,需要一定的经验数值,需要通过大量人工干预,耗费精力,且只能得到近似解,无法得到精确解。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是:提出一种机载激光雷达系统平差处理方法,解决传统技术手动输入安装误差参数调整误差值存在的需要大量人工干预、无法得到精确解的问题。本专利技术解决上述技术问题采用的技术方案是:一种机载激光雷达系统平差处理方法,包括以下步骤:a.获取无人机位置姿态信息;b.选取不同航带的同名点;c.通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置;d.以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,建立方程;e.基于同名点通过最小二乘法反算求解安置误差;f.通过安置误差反算角度误差及偏移误差。作为进一步优化,步骤a中,所述获取无人机位置姿态信息,具体包括:通过基准站卫星信号接收机、机载卫星信号接收机、机载惯导多数据源联合解算得到无人机位置姿态信息。作为进一步优化,步骤b中,选取不同航带上的多组同名点,所述同名点满足:无人机同一次飞行中多航带均覆盖到,且位置固定,不随时间变化而变化。作为进一步优化,步骤c中,所述通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置,具体包括:计算不同航带同名点对应激光雷达扫描到此点的时间,根据对应时刻的无人机位置姿态信计算惯导坐标系到WGS84坐标系转移矩阵,激光雷达坐标系到惯导坐标系旋转矩阵及激光雷达坐标系到惯导坐标系的偏移量。本专利技术的有益效果是:通过选取不同航带上的同名点来建立方程,利用最小二乘法反算安置误差,在不损失精度的前提下,达到自动计算的目的。附图说明图1为本专利技术的机载激光雷达系统平差处理方法流程图。具体实施方式本专利技术旨在提出一种机载激光雷达系统平差处理方法,解决传统技术手动输入安装误差参数调整误差值存在的需要大量人工干预、无法得到精确解的问题。通过激光雷达相对位置计算激光点绝对位置的方程如下:其中:RN为惯性坐标系到WGS-84坐标系的转换矩阵;RM为激光扫描坐标系到惯性坐标系的旋转矩阵;RC为激光扫描坐标系检校角度参数旋转矩阵;激光扫描坐标系下的激光点坐标;为惯性坐标系下的检校xyz偏移量;LL2IMU为激光头到惯性坐标系偏移量;为激光点绝对位置;矩阵RC与为需要求解的两个矩阵。本专利技术出于计算的准确性角度出发,通过选取不同航带上的同名点,以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,将上述矩阵方程转换为矩阵方程组,增加方程数量:最后通过最小二乘法对上述方程组进行最优求解。如图1所示,本专利技术中的机载激光雷达系统平差处理方法包括以下步骤:一种机载激光雷达系统平差处理方法,包括以下步骤:1.获取无人机位置姿态信息;本步骤中,通过基准站卫星信号接收机、机载卫星信号接收机、机载惯导多数据源联合解算得到无人机位置姿态信息。2.选取不同航带的同名点;本步骤中,选取不同航带上的多组同名点,所述同名点满足:无人机同一次飞行中多航带均覆盖到,且位置固定,不随时间变化而变化。3.通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置;本步骤中,计算不同航带同名点对应激光雷达扫描到此点的时间,根据对应时刻的无人机位置姿态信计算惯导坐标系到WGS84坐标系转移矩阵,激光雷达坐标系到惯导坐标系旋转矩阵及激光雷达坐标系到惯导坐标系的偏移量。4.以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,建立方程。5.基于同名点通过最小二乘法反算求解安置误差。6.通过安置误差反算角度误差及偏移误差。通过上述方案,本专利技术实现在不损失精度的前提下,达到自动计算的目的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机载激光雷达系统平差处理方法,其特征在于,包括以下步骤:/na.获取无人机位置姿态信息;/nb.选取不同航带的同名点;/nc.通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置;/nd.以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,建立方程;/ne.基于同名点通过最小二乘法反算求解安置误差;/nf.通过安置误差反算角度误差及偏移误差。/n

【技术特征摘要】
1.一种机载激光雷达系统平差处理方法,其特征在于,包括以下步骤:
a.获取无人机位置姿态信息;
b.选取不同航带的同名点;
c.通过无人机的位置姿态信息,计算考虑安置误差后同名点的位置;
d.以不同航带同名点考虑安置误差以后得到的点位置应该为同一点为条件,建立方程;
e.基于同名点通过最小二乘法反算求解安置误差;
f.通过安置误差反算角度误差及偏移误差。


2.如权利要求1所述的一种机载激光雷达系统平差处理方法,其特征在于,
步骤a中,所述获取无人机位置姿态信息,具体包括:
通过基准站卫星信号接收机、机载卫星信号接收机、机载惯导多数据源联合解算得到无...

【专利技术属性】
技术研发人员:张宁波苟娟
申请(专利权)人:成都纵横融合科技有限公司
类型:发明
国别省市:四川;51

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