[发明专利]一种机载圆锥式扫描激光雷达数据的均匀化处理方法

说明书

本发明公开了一种机载圆锥式扫描激光雷达数据的均匀化处理方法，包括如下步骤：步骤1，分析激光束发射波形，记录发射波的波峰对应时间值；步骤2，记录接收波的波峰对应时间值；步骤3，计算目标点的距离；步骤4，计算目标点在雷达坐标系的高程值；步骤5，记录激光束的发射角及对应的发射时间；步骤6，记录本次激光束发射角为固定角；步骤7，根据数值修正本次激光束发射角；步骤8，根据激光束的发射角，计算目标点在雷达坐标系的XY值。本发明所公开的方法，可以在后期数据解算的过程中，利用激光雷达内部电机匀速旋转的特性，按照0.1微秒的时间精度对水平发射角进行差值解算，使得激光测量点可以在扫锚圆周上均匀分布，消除因码盘读数精度不足引起的系统误差。

技术领域

本发明属于激光雷达采集数据处理方法领域，特别涉及该领域中的一种机载圆锥式扫描激光雷达采集数据的处理方法。

背景技术

机载圆锥式扫描激光雷达作业时以雷达视窗中心点为中心，以过中心点与雷达视窗垂直的线为中轴线，按照固定的夹角α绕中轴线旋转发射激光脉冲，并同时记录发射激光波形、地物反射回波波形以及对应的码盘刻度，用以解算目标位置。

由于激光雷达的脉冲发射频率可达到500KHz，而雷达内部记录相对位置角的码盘读数的刷新频率仅为25KHz，必然导致多个连续激光测量点共用一个相对位置角的问题，从而造成激光测量点在特定角度值处聚集，而在非特定角度值处缺失的问题，最终影响三维点云的成图效果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种机载圆锥式扫描激光雷达数据的均匀化处理方法。

本发明采用如下技术方案：

一种机载圆锥式扫描激光雷达数据的均匀化处理方法，其改进之处在于，包括如下步骤：

步骤1，分析激光束发射波形，记录发射波的波峰对应时间值；

步骤2，分析激光束接收波形，记录接收波的波峰对应时间值；

步骤3，根据接收波与发射波的时间差，计算目标点的距离；

步骤4，根据激光雷达的发射夹角α，计算目标点在雷达坐标系的高程Z值；

步骤5，记录激光束的发射角δ_N及对应的发射时间T_N；

步骤6，比较δ_N与上一个直接记录的固定角δ是否一致；如δ_N与上一个直接记录的固定角δ不一致，则记录本次激光束发射角为固定角δ，同时将激光束发射时间记录为T₀，跳转至步骤8；

步骤7，如δ_N与上一个直接记录的固定角δ一致，则修正本次激光束发射角δ_N，修正方法为δ_N＝δ+(T_N-T₀)×r_v，r_V为激光雷达实施扫描作业时内部电机的转速；

步骤8，根据激光束的发射角，计算目标点在雷达坐标系的XY值。

进一步的，激光雷达的激光束发射时间精度为100纳秒。

进一步的，激光雷达内部电机的最小转速为3r/s，最大转速为40r/s。

本发明的有益效果是：

本发明所公开的方法，可以在后期数据解算的过程中，利用激光雷达内部电机匀速旋转的特性，按照0.1微秒的时间精度对水平发射角进行差值解算，使得激光测量点可以在扫锚圆周上均匀分布，消除因码盘读数精度不足引起的系统误差。