一种激光点云匹配的实时位姿校正方法技术

本发明专利技术公开一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，属于电数字处理技术领域，用于导航系统失效后的位姿校正，包括获取不同观测历元下激光移动测量系统的空间位置和姿态信息；其次根据导航定位系统失效前后的相邻观测历元，通过点云匹配方法确定一定数量的激光点云特征点；再次利用激光点云特征点在统一的坐标系统下构建空间位置和姿态信息校正关系，将空间位置和姿态作为未知参数进行非线性最小二乘解算；最后将改正后的空间位置和姿态信息重新用于失效后一观测历元的激光点云位置计算，重复激光移动测量位姿校正直至导航定位系统恢复准确定位；本发明专利技术具有对搭载多种导航定位传感器的激光移动测量系统进行短期实时位姿校正的可行性。正的可行性。

【技术实现步骤摘要】
一种激光点云匹配的实时位姿校正方法


[0001]本专利技术公开一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，属于电数字处理


技术介绍

[0002]激光移动测量是一种高精度的三维测量技术，其能够通过扫描和接收反射光来实现物体的三维空间测量和重建。准确的位置和姿态信息是激光移动测量系统获取高精度点云数据的基础，现阶段的激光移动测量导航定位系统基本以惯性导航系统、全球导航卫星系统或声学定位系统等的组合为主。尽管组合导航定位系统可以在很大程度上提升导航定位的准确性及鲁棒性，但在复杂作业环境下仍然存在定位失效的可能性。当导航定位系统失效时所测量的位置和姿态信息不准确，直接造成激光移动测量获得点云位置归算结果存在较大误差，在相邻观测历元间表现为点云中的同名特征点不匹配。为此提出一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，利用导航定位系统失效前后的点云匹配性质，实现对移动测量系统位置和姿态的实时连续改正，有效解决导航定位系统失效时的点云数据位置失准问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于提供一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，以解决现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，其特征在于，包括：步骤1：确定导航定位系统失效前的观测历元和失效后的观测历元，获取不同历元下激光移动测量系统的空间位置和姿态信息；步骤2：根据导航定位系统失效前后的相邻观测历元，通过点云匹配选择激光点云特征点；步骤3：利用激光点云特征点，在统一的坐标系统下构建空间位置和姿态信息校正关系，采用最小二乘非线性求解得到改正后的空间位置和姿态信息；步骤4：将改正后的空间位置和姿态信息重新用于失效后一观测历元的激光点云位置计算，重复激光移动测量位姿校正直至导航定位系统恢复准确定位。2.根据权利要求1所述的一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，其特征在于，步骤1包括：步骤1.1：确定导航定位系统失效的前一观测历元，获取历元下激光移动测量系统的空间位置和姿态信息；步骤1.2：确定导航定位系统失效后的观测历元，获取历元下激光移动测量系统的空间位置和姿态信息，为经度、为纬度、为高度、为俯仰角、为侧滚角、为航偏角，为导航定位系统失效的观测历元。3.根据权利要求2所述的一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，其特征在于，步骤2包括：步骤2.1：获取导航定位系统失效的前一观测历元的激光移动测量系统的点云数据集，导航定位系统失效后的观测历元下的激光移动测量系统的点云数据集；步骤2.2：采用点云匹配方法，确定观测历元下的点云数据集与观测历元下的点云数据集的同名特征点集。4.根据权利要求3所述的一种激光点云匹配的实时位姿校正方法，其特征在于，步骤3包括：步骤3.1：根据激光雷达扫描仪坐标系、载体坐标系、当地水平坐标系以及地心地固坐标间的转换关系，构建相邻观测历元间同名特征点集的空间位置关系：；式中，为地心地固坐标系特征点集坐标，为站心点的地心地固坐标，为当地水平坐标系特征点集坐标，为载体坐标系特征点集坐标，为激光雷达扫描仪坐标系特征点集坐标，为经纬度相关的旋转矩阵，为姿态相关的旋转矩阵，为安装校准相关的旋转矩阵，为安装校准平移量，和均通过安装校准获得。5...

【专利技术属性】
技术研发人员：辛明真，吴妞妞，阳凡林，翟敏，宿殿鹏，于孝林，刘金朋，陈士君，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：