[发明专利]一种对激光雷达测量误差进行精密检测的方法

说明书

本发明公开一种对激光雷达测量误差进行精密检测的方法，涉及测绘技术领域。主要包括检校场的设置、高精度检校场检校标的数据获取、利用激光雷达对三维码标进行扫描以获取扫描数据、安置误差解算、消除安置误差得到扫描校准数据以及根据所述扫描校准数据与检校标的数据进行比较分析，得到激光雷达的扫描误差。解决了测量过程中的安置误差解算困难的问题，消除了安置误差对激光雷达测量误差检测的影响，在一定程度上提高了激光雷达测量数据误差检测的准确性。本发明适用于雷达测绘应用场景中。

技术领域

本发明涉及测绘技术领域，尤其涉及一种基于包括三维码标在内的多维码标对激光雷达测量误差进行精密检测的方法。

背景技术

激光雷达(LiDAR，Light Detection and Ranging)是一种基于激光进行探测与测距的仪器。移动激光雷达在测量过程中，存在定位误差、测角误差、测距误差、仪器加工误差、仪器安置位姿误差、目标差异造成的误差等。其中定位误差主要包括卫星轨道误差、卫星钟钟差、接收机钟钟差、多路径效应、相位中心不稳定，卫星星座、观测噪声、整周模糊度求解正确与否等。尽管定位误差较大，由于其受观测环境影响较大，不易模型化或消除。常用的提高定位准确度的做法是在测区建立多个分布较均匀的基准站，保证动态定位解算时离基准站不会太远，或者采用精密单点定位的方法。测角误差是由于扫描电机的非匀速旋转以及扫描转镜的震动引起的。激光雷达在扫描过程中，其测角误差不是直接量测的，而是根据扫描视场范围和每行的采样点计算出来的。而在实际应用中，扫描电机并不能完全保证匀速旋转，所以会造成测角误差。激光雷达测距原理是通过发射激光脉冲并接收反射信号，记录信号发射时间和信号接收时间差，计算目标与激光发射位置的距离。

在目前检测激光雷达测量误差的相关研究中，多利用检测目标的特殊几何特性结合激光扫描仪的运动轨迹，在航向、俯仰、侧滚方向分别利用相向航向的数据进行检测，这些方法要求在航线重叠区域存在明显几何特征的目标，如尖顶房，且两次扫描结果数据航向为相向航向。

现有方法存在以下不足：(1)依据的检测模型简单不严谨，只能对结果误差较大的情况进行检测；(2)检测方法停留在数据层面，未涉及仪器层面的检测方法。测角和测距误差是激光扫描仪测量过程中由内部系统引起的误差，对于不同形状的目标，测角误差对测距误差也造成一定的影响，为了较为准确地检测LiDAR在测量过程中的误差，需要对测量中的安置误差进行消除，而此过程复杂且需要花费较长时间，解算难度大。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种对激光雷达测量误差进行精密检测的方法，在一定程度上能够提高激光雷达测量数据误差检测的准确性。

本发明实施例提供一种对激光雷达测量误差进行精密检测的方法，包括步骤：

S10、设置检校场，所述检校场中安设有模拟飞行平台及码标，所述模拟飞行平台用于装载安置激光雷达、所述码标对应所述激光雷达的发射端设置；

S20、利用站载相位激光扫描仪或全站仪对检校场进行精密量测，获得检校场中目标物在检校场中的点云数据，将该点云数据作为检校标的数据；

S30、利用所述激光雷达对所述码标进行扫描量测，获取所述码标的扫描数据；

S40、基于所述检校标的数据和扫描数据对激光雷达的安置误差进行解算，获取所述安置误差矩阵；

S50、基于所述安置误差矩阵对所述扫描数据进行安置误差校正，获取消除安置误差的码标的扫描校准数据；

S60、根据所述扫描校准数据与检校标的数据进行比较分析，得到激光雷达的扫描误差。

可选地，所述码标为三维码标，所述三维码标为多个几何体组合形成的结构体，所述三维码标配置为所述相位激光扫描仪对三维码标的扫描结果中，每条扫描线的形状各不相同；

所述三维码标的多个几何体不同表面的颜色或灰度值不同；