專利名稱：高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置及檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光雷達定位領(lǐng)域，具體地，涉及一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置及檢測方法。
背景技術(shù)：
目前，激光雷達(LiDAR)系統(tǒng)是一種融激光測距、全球定位系統(tǒng)、慣性導航系統(tǒng)技術(shù)和高分辨率數(shù)碼影像技術(shù)于一身的用于快速獲取地面及地面目標三維高空間分辨率的主動式觀測系統(tǒng)。在近十年內(nèi)，機載LiDAR技術(shù)作為一種精確、快速獲取地表三維信息的方法在世界發(fā)達國家已經(jīng)被普遍接受，在地形監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、三維測試建模等諸多領(lǐng)域有廣闊的發(fā)展前景和應(yīng)用需求(Ackeman F，et al, Airborne laser scanning - presentstatus and future expectation.1SPRS JPRS, 1999 (54):64-67)。在實際工程中激光雷達系統(tǒng)的定位精度一般通過激光點云和數(shù)碼影像融合生成的DOM或者通過從激光點云中尋找地物特征點來判斷激光點云的精。前一種方法引入了生成D0M，因此存在激光點云和數(shù)碼影像的配準誤差和DOM影像像素大小誤差，因此只能粗糙低評價激光點云的定位精度，誤差在分米級別。后一種方法由于特征物的大小以及是否判斷面或線是否規(guī)則、激光點云密度和激光腳點與反射點的誤差等原因使得判斷特征點的準確性也存在誤差，這一方法中光激光點云的密度或者在實地找特征點時的任務(wù)誤差都有IOcm左右。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，針對上述問題，提出一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置及檢測方法，以實現(xiàn)操作簡單、測量誤差小的優(yōu)點。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采`用的技術(shù)方案是:
一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置，包括GPS接收機支撐架、GPS接收機、檢測桿邊支撐架、第一激光腳點檢測桿、第二激光腳點檢測桿和檢測桿中心支撐架，所述GPS接收機固裝在GPS接收機支撐架上，所述GPS接收機支撐架上設(shè)置GPS接收機水平調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述檢測桿邊支撐架為多個，多個檢測桿邊支撐架將第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿支撐在一個水平面上，所述第一激光腳點檢測桿的一端和第二激光腳點檢測桿的一端交于檢測桿中心支撐架上，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿間的夾角彡90° ο根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿通過定位銷釘固定在檢測桿中心支撐架上。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿間的夾角為90°。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例,所述GPS接收機支撐架和檢測桿邊支撐架的GPS接收機相位中心水平對準點處于同一垂線上。
同時本發(fā)明的技術(shù)方案還公開了一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置的檢測方法，包括以下步驟:
a、在測量區(qū)架設(shè)多架上述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置、下文中的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置簡稱為定位精度檢測裝置，每個定位精度檢測裝置為一個GPS靜態(tài)觀測點；
b、利用上述架設(shè)的定位精度檢測裝置采集測量區(qū)的GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，并選定上述多個定位精度檢測裝置其中一個采集的GPS靜態(tài)觀測點為基準點，利用上述采集的GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)對已架設(shè)GPS靜態(tài)觀測點做平差處理，獲得這些GPS靜態(tài)觀測點的坐標；
C、以上述獲得的GPS靜態(tài)觀測點的坐標作為基準，分離出激光腳點檢測桿檢測出的激光點云數(shù)據(jù)，并按檢測方式分組存放；
d、根據(jù)上述的激光點云數(shù)據(jù)求出每個GPS靜態(tài)觀測點的精確坐標。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施例，上述計算GPS靜態(tài)觀測點的精確坐標，包括以下步驟: 選取一組激光點云數(shù)據(jù)，用直線方程Ax+By+Cz=0去擬合該組激光點云數(shù)據(jù)，并求的方
程中的系數(shù)A、B、C使得方程
權(quán)利要求
1.一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置，其特征在于，包括GPS接收機支撐架、GPS接收機、檢測桿邊支撐架、第一激光腳點檢測桿、第二激光腳點檢測桿和檢測桿中心支撐架，所述GPS接收機固裝在GPS接收機支撐架上，所述GPS接收機支撐架上設(shè)置GPS接收機水平調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述檢測桿邊支撐架為多個，多個檢測桿邊支撐架將第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿支撐在一個水平面上，所述第一激光腳點檢測桿的一端和第二激光腳點檢測桿的一端交于檢測桿中心支撐架上，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿間的夾角>90°。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置，其特征在于，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿通過定位銷釘固定在檢測桿中心支撐架上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置，其特征在于，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿間的夾角為90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置，其特征在于，所述GPS接收機支撐架和檢測桿邊支撐架的GPS接收機相位中心水平對準點處于同一垂線上。
5.一種利用權(quán)利要求1至4所述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置的檢測方法，其特征在于，包括以下步驟: a、在測量區(qū)架設(shè)多架上述的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置、下文中的高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精 度檢測裝置簡稱為定位精度檢測裝置，每個定位精度檢測裝置為一個GPS靜態(tài)觀測點； b、利用上述架設(shè)的定位精度檢測裝置采集測量區(qū)的GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)，并選定上述多個定位精度檢測裝置其中一個采集的GPS靜態(tài)觀測點為基準點，利用上述采集的GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)對已架設(shè)GPS靜態(tài)觀測點做平差處理，獲得這些GPS靜態(tài)觀測點的坐標； C、以上述獲得的GPS靜態(tài)觀測點的坐標作為基準，分離出激光腳點檢測桿檢測出的激光點云數(shù)據(jù)，并按檢測方式分組存放； d、根據(jù)上述的激光點云數(shù)據(jù)求出每個GPS靜態(tài)觀測點的精確坐標。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的檢測方法，其特征在于，上述計算GPS靜態(tài)觀測點的精確坐標，包括以下步驟: 選取一組激光點云數(shù)據(jù)，用直線方程Ax+By+Cz=0去擬合該組激光點云數(shù)據(jù)，并求的方程中的系數(shù)a、b、c使得方程F(A,B,C)=丨的值最小，公式中di是指激光腳點到直線方程Ax+By+cZ=0的距尚； 求得上述直線方程AX+By+Cz=0在XY平面的投影直線方程ax+by=0，然后調(diào)整方程系數(shù)a和b為al和bl，使得上述的激光點云數(shù)據(jù)在XY平面的投影點分布在直線alx+bly=0兩邊的個數(shù)基本相等； 獲得同一檢測點的另一組激光點云的擬合直線方程A2x+B2y+C2Z=0及其在XY平面的投影方程a2x+b2y=0 ； 求解方程alx+bly=0和方程a2x+b2y=0的交點作為該檢查點的平面坐標； 該GPS靜態(tài)觀測點的高程坐標則通過量取檢測桿邊支撐架的離地高度獲得；把獲得的GPS靜態(tài)觀測點坐標中的高度坐標減去檢測桿邊支撐架的離地高度獲取的高度差，即為GPS靜態(tài)觀測點的高度坐標。`
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高精度機載激光雷達系統(tǒng)的定位精度檢測裝置及檢驗方法，包括GPS接收機支撐架、GPS接收機、檢測桿邊支撐架、第一激光腳點檢測桿、第二激光腳點檢測桿和檢測桿中心支撐架，所述GPS接收機固裝在GPS接收機支撐架上，所述GPS接收機支撐架上設(shè)置GPS接收機水平調(diào)節(jié)機構(gòu)，所述檢測桿邊支撐架為多個，多個檢測桿邊支撐架將第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿支撐在一個水平面上，所述第一激光腳點檢測桿的一端和第二激光腳點檢測桿的一端交于檢測桿中心支撐架上，所述第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿間的夾角≥90°。從而實現(xiàn)操作簡單、測量誤差小的優(yōu)點，同時方便野外使用。
文檔編號G01S7/497GK103176180SQ201310061419
公開日2013年6月26日 申請日期2013年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月27日
發(fā)明者韓曉言, 胡燦, 明自強, 宋梁, 周毅 申請人:四川省科學城久利科技實業(yè)有限責任公司, 四川省電力公司, 國家電網(wǎng)公司