[发明专利]激光点云数据处理方法、装置及系统

说明书

本发明提供了一种激光点云数据处理方法、装置及系统，在获取待测区域的测量数据后，根据惯性测量数据及编码器数据，确定待测区域的初始POS轨迹；然后通过初始POS轨迹和激光点云数据及预先确定的控制点网络，对初始POS轨迹的姿态及位置进行校正，得到最终校正POS轨迹；进而根据最终POS轨迹，对激光点云数据进行校正融合处理，得到处理后的激光点云数据。本发明在隧道等无GNSS的测量环境中，对POS轨迹进行了校正，降低了激光点云数据处理误差，提高了对待测区域的测量精度。

技术领域

本发明涉及三维测量技术领域，尤其是涉及一种激光点云数据处理方法、装置及系统。

背景技术

相关技术中，由于定位定姿系统(position and orientation system，POS)依赖GNSS(GNSS Global Navigation Satellite System全球卫星导航系统)的定位信息及惯性导航器件的实时姿态角进行组合导航解算，在隧道等无GNSS的测量环境中使用GPS(GlobalPositioning System，全球定位系统)参与解算得到的POS(position and orientationsystem,定位定姿系统)的数据位置平顺性差，其姿态角也受IMU(Inertial measurementunit，惯性测量单元，也称为惯导器件)随时间累积误差影响，导致激光点云数据变形严重，测量精度较低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种激光点云数据处理方法、装置及系统，以在隧道等无GNSS的测量环境中，通过对POS轨迹的姿态和位置进行了校正，提高激光点云数据的测量精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种激光点云数据处理方法，包括：获取待测区域的测量数据；测量数据包括惯性测量数据、激光点云数据及编码器数据；根据惯性测量数据及编码器数据，确定待测区域的初始POS轨迹；根据初始POS轨迹、激光点云数据及预先确定的控制点网络，对初始POS轨迹进行校正处理，得到最终POS轨迹；根据最终POS轨迹，对激光点云数据进行校正融合处理，得到处理后的激光点云数据。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，根据惯性测量数据及编码器数据，确定待测区域的初始POS轨迹的步骤，包括：基于惯性测量数据、编码器数据及预设的起始POS位置，通过航位推算法推算得到待测区域的初始POS轨迹。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，根据初始POS轨迹、激光点云数据及预先确定的控制点网络，对初始POS轨迹进行校正处理，得到最终POS轨迹的步骤，包括：根据初始POS轨迹对激光点云数据进行融合处理，得到第一融合点云数据；根据第一融合点云数据和预先确定的控制点网络，对POS轨迹的姿态进行校正，得到第一校正POS轨迹；根据所述第一校正POS轨迹对所述激光点云数据进行融合处理，得到第二融合点云数据；根据第二融合点云数据和预先确定的控制点网络，对第一校正POS轨迹的位置进行校正，得到最终校正POS轨迹。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，根据初始POS轨迹对激光点云数据进行融合处理，得到第一融合点云数据的步骤，包括：基于初始POS轨迹，构建初始坐标旋转矩阵；基于初始坐标旋转矩阵，对激光点云数据进行坐标转换，得到第一融合点云数据。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，上述控制点网络包括多个控制点靶标，控制点靶标设置在待测区域中；控制点靶标的位置信息预先确定；根据第一融合点云数据和预先确定的控制点网络，对POS轨迹的姿态进行校正，得到第一校正POS轨迹的步骤，包括：基于位置信息及编码器数据，在第一融合点云数据中查找与控制点靶标对应的点云数据，将点云数据作为第一目标数据；在第一融合点云数据中查找同一时刻获取到的两个第一目标数据；计算两个第一目标数据的连线与两个第一目标数据对应的两个控制点靶标的连线的夹角；通过夹角对初始POS轨迹的姿态进行校正，得到第一校正POS轨迹。