基于機(jī)載激光雷達(dá)系統(tǒng)的飛行動(dòng)態(tài)定標(biāo)技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)載激光雷達(dá)(Light Detection And Ranginge，LiDAR)是一種快速獲取地形表面三維空間信息的主動(dòng)遙感技術(shù)，具有數(shù)據(jù)精度高、外業(yè)控制少、可穿透植被、可夜間作業(yè)等優(yōu)勢，在地形測繪、數(shù)字城市、電力巡線、林業(yè)資源調(diào)查等方面得到了廣泛應(yīng)用。然而，機(jī)載的LiDAR具有多系統(tǒng)集成、直接定位模式、數(shù)據(jù)離散不規(guī)則等特點(diǎn)，使得激光點(diǎn)云位置信息易受多種誤差的影響。特別是系統(tǒng)誤差，必須進(jìn)行嚴(yán)格周密的定標(biāo)操作，才能保證點(diǎn)云數(shù)據(jù)的幾何精

2、度。
　　本文的研究內(nèi)容及貢獻(xiàn)如下:
　　(1)根據(jù)機(jī)載LiDAR定位原理，推導(dǎo)了從原始觀測值到三維點(diǎn)云坐標(biāo)之間坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換關(guān)系及坐標(biāo)計(jì)算方程;分析了機(jī)載LiDAR誤差來源，根據(jù)系統(tǒng)誤差和偶然誤差聯(lián)合傳播定律，定性定量分析了誤差影響。
　　(2)運(yùn)用手工定標(biāo)方法對(duì)IMU安置角偏差進(jìn)行了檢校。通過特征地物，選擇不同航，逐步分離側(cè)滾、俯仰和航向方向的IMU安置角偏差，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式多次迭代計(jì)算出IMU安置角偏差值大小。

3、　　(3)針對(duì)目前IMU安置角誤差定標(biāo)自動(dòng)化程度低等原因，進(jìn)行了自動(dòng)化的IMU安置角定標(biāo)方法。通過點(diǎn)云濾波去除地面點(diǎn)，然后利用基于距離聚類方法提取建筑物，通過RANSAC算法分割屋頂平面，實(shí)現(xiàn)連接平面的匹配。最后通過共面約束條件，計(jì)算點(diǎn)到參考平面的距離，平差解算IMU安置角誤差，并通過實(shí)際飛行數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗(yàn)證。
　　(4)根據(jù)側(cè)滾、俯仰和航線三個(gè)方向IMU安置角誤差影響，提出了“對(duì)稱性”和“低相關(guān)性”連接平面組合原則，降低了影響誤差