一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法和系统技术方案

本申请提供一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法和系统。该方法中，基于预先构建的待测场区的简谐运动模型，生成待测场区的简谐运动波形轨迹布置图；由简谐运动波形轨迹布置图确定的预排基坑内的阵列相位控制点，并获取阵列相位控制点的高程数据；基于阵列相位控制点，以及待测场区的边界点、基准点，生成待测场区的预定融合区；以每个预定融合区为单元，对激光雷达无人机的多次不同轨迹的全覆盖计量得到的点云数据进行运动补偿；对运动补偿后的点云数据进行运动误差分析，且对误差精度小于预设精度阈值的点云数据与通过GPS定位仪计量的待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成待测场区的不规则轮廓。生成待测场区的不规则轮廓。生成待测场区的不规则轮廓。

【技术实现步骤摘要】
一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法和系统


[0001]本申请涉及定位勘测
，特别涉及一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法和系统。

技术介绍

[0002]目前，在需要用到高精确大地地理信息的工程中，比如：市政基础建设、岩土工程施工、建筑工程施工、水利工程施工、野外环境综合治理、农林地貌恢复等领域，主要是通过激光雷达无人机来进行远距离的测绘扫描工作。
[0003]当下的激光雷达无人机在远程巡检方面的功能日益完善，但是，在高效的测绘远距扫描工作中，存在这极大的弊端：第一、激光雷达无人机在施工场区的精度不如手持专业测绘高精度仪器；第二、对于需要接入建筑信息模型(Building Information Modeling，简称BIM)应用端的使用工程，激光雷达无人机测绘数据，误差较大，数据失真较大；第三、机载激光雷达运动误差在外部条件影响下波动较大，产生的畸变严重，不足以直接应用于工程测量方面；第四、对于城市信息模型(City Information Modeling，简称CIM)所需的核心数据(高精度地理位置定位)的接入精度在整个地理信息系统(Geographic Information System或Geo－Information system，简称GIS)范围内细部精度无法有效保证。
[0004]因而，亟需提供一种针对上述现有技术不足的技术方案。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法和系统，以解决或缓解上述现有技术中存在的问题。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
[0007]本申请提供一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，包括：步骤S101、基于预先构建的待测场区的简谐运动模型，生成所述待测场区的简谐运动波形轨迹布置图；步骤S102、由所述简谐运动波形轨迹布置图确定的所述待测场区预排基坑内的阵列相位控制点，并获取所述阵列相位控制点在所述待测场区的高程数据；步骤S103、基于包含所述高程数据的阵列相位控制点，以及预先确定的所述待测场区的边界点、基准点，生成所述待测场区的预定融合区；步骤S104、以每个所述预定融合区为单元，对激光雷达无人机在所述待测场区边界点范围内的多次不同轨迹的全覆盖计量得到的点云数据进行运动补偿；步骤S105、对运动补偿后的点云数据进行运动误差分析，且对误差精度小于预设精度阈值的点云数据与通过GPS定位仪计量的所述待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成所述待测场区的不规则轮廓。
[0008]优选的，步骤S101中，基于阵列式结构相位原理，根据所述激光雷达无人机预设的扫描幅宽和飞行速度，构建所述待测场区的简谐运动模型。
[0009]优选的，步骤S102中，根据所述简谐运动波形轨迹布置图确定所述待测场区预排基坑内的阵列相位控制点的放样坐标，并在所述待测场区进行现场放样；通过手持GPS定位
仪获取放样的所述阵列相位控制点在所述待测场区内的高程数据。
[0010]优选的，步骤S103中，基于所述阵列相位控制点、所述待测场区的边界点、基准点，对所述待测场区的投影平面进行矩形网格划分，并将划分好的矩形网格在所述待测场区进行投影，生成以所述阵列相位控制点为中心的多个所述预定融合区；其中，每个所述预定融合区包含一个所述阵列相位控制点。
[0011]优选的，步骤S104中，以所述预定融合区为单元，确定所述点云数据进行物理拼合时每个所述预定融合区的阵列相位控制点的拼合值；基于预先确定的所述待测场区的区域权重，按照预设的误差分析模型，计算每个所述预定融合区对应的所述点云数据的偏离误差，以确定所述点云数据是否需要进行运动补偿；其中，所述误差分析模型为：
[0012][0013]确定激光雷达无人机计量的点云数据在进行物理拼合时的偏离误差δ；
[0014]其中，m为所述待测场区内所述阵列相位控制点的数量，m为正整数，R
m
为在所述预定融合区范围内，所述激光雷达无人机获取的点云数据与对应的所述阵列相位控制点之间的偏差值；R
m
/10为所述预定融合区的阵列相位控制点的拼合值；μ
m
为对应的所述预定融合区所处区域的区域权重。
[0015]优选的，所述预设精度阈值包括：预设整场精度阈值和预设区域精度阈值，在步骤S105中，基于所述待测场区的区域权重，对所述待测场区的运动补偿后的点云数据进行加权运动误差分析，获取所述待测场区的整场误差精度以及区域误差精度；响应于所述整场精度小于等于所述预设整场精度阈值，且所述区域精度小于等于所述预设区域精度阈值的点云数据，以所述预定融合区为单元对所述点云数据与通过GPS定位仪计量的所述待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成所述待测场区的不规则轮廓。
[0016]优选的，在步骤S105之后，还包括：通过所述激光雷达无人机对所述待测场区边界点范围内重复进行多次全覆盖计量，对获取的所述待测场区的点云数据进行运动补偿和运动误差分析后，在所述待测场区的不规则轮廓中进行拼合，直至所述待测场区的不规则轮廓的误差精度不大于预设计量阈值。
[0017]本申请实施例还提供一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量系统，包括：空间相位单元，配置为基于预先构建的待测场区的简谐运动模型，生成所述待测场区的简谐运动波形轨迹布置图；放样单元，配置为由所述简谐运动波形轨迹布置图确定的所述待测场区预排基坑内的阵列相位控制点，并获取所述阵列相位控制点在所述待测场区的高程数据；融合区域划分单元，配置为基于包含所述高程数据的阵列相位控制点，以及预先确定的所述待测场区的边界点、基准点，生成所述待测场区的预定融合区；运动补偿单元，配置为以每个所述预定融合区为单元，对激光雷达无人机在所述待测场区边界点范围内的多次不同轨迹的全覆盖计量得到的点云数据进行运动补偿；轮廓计量单元，配置为对运动补偿后的点云数据进行运动误差分析，且对误差精度小于预设精度阈值的点云数据与通过GPS定位仪计量的所述待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成所述待测场区的不规则轮廓。
[0018]技术效果：
[0019]本申请提供的技术实施例中，首先，基于预先构建的待测场区的简谐运动模型，生
成待测场区的简谐运动波形轨迹布置图，通过简谐运动波形轨迹布置图确定待测场区预排基坑内的阵列相位控制点，并获取阵列相位控制点在待测场区的高程数据，基于包含高程数据的阵列相位控制点，以及预先确定的待测场区的边界点、基准点，生成待测场区的预定融合区，以每个预定融合区为单元，对激光雷达无人机在待测场区边界点范围内的多次不同轨迹的全覆盖计量得到的点云数据进行运动补偿，并对运动补偿后的点云数据进行运动误差分析，且对误差精度小于预设精度阈值的点云数据与通过GPS定位仪计量的待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成待测场区的不规则轮廓。
[0020]籍此，通过数据的双平台计量补偿融合，使激光雷达无人机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，其特征在于，包括：步骤S101、基于预先构建的待测场区的简谐运动模型，生成所述待测场区的简谐运动波形轨迹布置图；步骤S102、由所述简谐运动波形轨迹布置图确定的所述待测场区预排基坑内的阵列相位控制点，并获取所述阵列相位控制点在所述待测场区的高程数据；步骤S103、基于包含所述高程数据的阵列相位控制点，以及预先确定的所述待测场区的边界点、基准点，生成所述待测场区的预定融合区；步骤S104、以每个所述预定融合区为单元，对激光雷达无人机在所述待测场区边界点范围内的多次不同轨迹的全覆盖计量得到的点云数据进行运动补偿；步骤S105、对运动补偿后的点云数据进行运动误差分析，且对误差精度小于预设精度阈值的点云数据与通过GPS定位仪计量的所述待测场区的阵列相位控制点的位置信息进行物理拼合，生成所述待测场区的不规则轮廓。2.根据权利要求1所述的不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，其特征在于，步骤S101中，基于阵列式结构相位原理，根据所述激光雷达无人机预设的扫描幅宽和飞行速度，构建所述待测场区的简谐运动模型。3.根据权利要求1所述的基不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，其特征在于，步骤S102中，根据所述简谐运动波形轨迹布置图确定所述待测场区预排基坑内的阵列相位控制点的放样坐标，并在所述待测场区进行现场放样；通过手持GPS定位仪获取放样的所述阵列相位控制点在所述待测场区内的高程数据。4.根据权利要求1所述的不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，其特征在于，步骤S103中，基于所述阵列相位控制点、所述待测场区的边界点、基准点，对所述待测场区的投影平面进行矩形网格划分，并将划分好的矩形网格在所述待测场区进行投影，生成以所述阵列相位控制点为中心的多个所述预定融合区；其中，每个所述预定融合区包含一个所述阵列相位控制点。5.根据权利要求1所述的不规则轮廓的双平台运动补偿的计量方法，其特征在于，步骤S104中，以所述预定融合区为单元，确定所述点云数据进行物理拼合时每个所述预定融合区的阵列相位控制点的拼合值；基于预先确定的所述待测场区的区域权重，按照预设的误差分析模型，计算每个所述预定融合区对应的所述点云数据的偏离误差，以确定所述点云数据是否需要进行运动补偿；其中，所述误差分析模型为：确定激光雷达无人机计量的点云数据在进行物理拼合时的偏离误差δ；其中，m为所述待测场区内所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚荣辉，郭翔，张斌斌，薛小兵，樊艳妮，睢向平，赵娜，谢青海，冯武平，杨少帆，
申请(专利权)人：山西建筑工程集团有限公司，
类型：发明
国别省市：