专利名称：高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置及检测方法
技术领域：
本发明涉及激光雷达定位领域，具体地，涉及一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置及检测方法。
背景技术：
目前，激光雷达(LiDAR)系统是一种融激光测距、全球定位系统、惯性导航系统技术和高分辨率数码影像技术于一身的用于快速获取地面及地面目标三维高空间分辨率的主动式观测系统。在近十年内，机载LiDAR技术作为一种精确、快速获取地表三维信息的方法在世界发达国家已经被普遍接受，在地形监测、环境监测、三维测试建模等诸多领域有广阔的发展前景和应用需求(Ackeman F，et al, Airborne laser scanning - presentstatus and future expectation.1SPRS JPRS, 1999 (54):64-67)。在实际工程中激光雷达系统的定位精度一般通过激光点云和数码影像融合生成的DOM或者通过从激光点云中寻找地物特征点来判断激光点云的精。前一种方法引入了生成D0M，因此存在激光点云和数码影像的配准误差和DOM影像像素大小误差，因此只能粗糙低评价激光点云的定位精度，误差在分米级别。后一种方法由于特征物的大小以及是否判断面或线是否规则、激光点云密度和激光脚点与反射点的误差等原因使得判断特征点的准确性也存在误差，这一方法中光激光点云的密度或者在实地找特征点时的任务误差都有IOcm左右。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置及检测方法，以实现操作简单、测量误差小的优点。为实现上述目的，本发明采`用的技术方案是:
一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置，包括GPS接收机支撑架、GPS接收机、检测杆边支撑架、第一激光脚点检测杆、第二激光脚点检测杆和检测杆中心支撑架，所述GPS接收机固装在GPS接收机支撑架上，所述GPS接收机支撑架上设置GPS接收机水平调节机构，所述检测杆边支撑架为多个，多个检测杆边支撑架将第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆支撑在一个水平面上，所述第一激光脚点检测杆的一端和第二激光脚点检测杆的一端交于检测杆中心支撑架上，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆间的夹角彡90° ο根据本发明的优选实施例，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆通过定位销钉固定在检测杆中心支撑架上。根据本发明的优选实施例，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆间的夹角为90°。根据本发明的优选实施例,所述GPS接收机支撑架和检测杆边支撑架的GPS接收机相位中心水平对准点处于同一垂线上。
同时本发明的技术方案还公开了一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置的检测方法，包括以下步骤:
a、在测量区架设多架上述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置、下文中的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置简称为定位精度检测装置，每个定位精度检测装置为一个GPS静态观测点；
b、利用上述架设的定位精度检测装置采集测量区的GPS静态观测数据，并选定上述多个定位精度检测装置其中一个采集的GPS静态观测点为基准点，利用上述采集的GPS静态观测数据对已架设GPS静态观测点做平差处理，获得这些GPS静态观测点的坐标；
C、以上述获得的GPS静态观测点的坐标作为基准，分离出激光脚点检测杆检测出的激光点云数据，并按检测方式分组存放；
d、根据上述的激光点云数据求出每个GPS静态观测点的精确坐标。根据本发明的优选实施例，上述计算GPS静态观测点的精确坐标，包括以下步骤: 选取一组激光点云数据，用直线方程Ax+By+Cz=0去拟合该组激光点云数据，并求的方
程中的系数A、B、C使得方程
权利要求
1.一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置，其特征在于，包括GPS接收机支撑架、GPS接收机、检测杆边支撑架、第一激光脚点检测杆、第二激光脚点检测杆和检测杆中心支撑架，所述GPS接收机固装在GPS接收机支撑架上，所述GPS接收机支撑架上设置GPS接收机水平调节机构，所述检测杆边支撑架为多个，多个检测杆边支撑架将第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆支撑在一个水平面上，所述第一激光脚点检测杆的一端和第二激光脚点检测杆的一端交于检测杆中心支撑架上，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆间的夹角>90°。
2.根据权利要求1所述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置，其特征在于，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆通过定位销钉固定在检测杆中心支撑架上。
3.根据权利要求1或2所述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置，其特征在于，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆间的夹角为90°。
4.根据权利要求3所述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置，其特征在于，所述GPS接收机支撑架和检测杆边支撑架的GPS接收机相位中心水平对准点处于同一垂线上。
5.一种利用权利要求1至4所述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤: a、在测量区架设多架上述的高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置、下文中的高精度机载激光雷达系统的定位精 度检测装置简称为定位精度检测装置，每个定位精度检测装置为一个GPS静态观测点； b、利用上述架设的定位精度检测装置采集测量区的GPS静态观测数据，并选定上述多个定位精度检测装置其中一个采集的GPS静态观测点为基准点，利用上述采集的GPS静态观测数据对已架设GPS静态观测点做平差处理，获得这些GPS静态观测点的坐标； C、以上述获得的GPS静态观测点的坐标作为基准，分离出激光脚点检测杆检测出的激光点云数据，并按检测方式分组存放； d、根据上述的激光点云数据求出每个GPS静态观测点的精确坐标。
6.根据权利要求5所述的检测方法，其特征在于，上述计算GPS静态观测点的精确坐标，包括以下步骤: 选取一组激光点云数据，用直线方程Ax+By+Cz=0去拟合该组激光点云数据，并求的方程中的系数a、b、c使得方程F(A,B,C)=丨的值最小，公式中di是指激光脚点到直线方程Ax+By+cZ=0的距尚； 求得上述直线方程AX+By+Cz=0在XY平面的投影直线方程ax+by=0，然后调整方程系数a和b为al和bl，使得上述的激光点云数据在XY平面的投影点分布在直线alx+bly=0两边的个数基本相等； 获得同一检测点的另一组激光点云的拟合直线方程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的交点作为该检查点的平面坐标； 该GPS静态观测点的高程坐标则通过量取检测杆边支撑架的离地高度获得；把获得的GPS静态观测点坐标中的高度坐标减去检测杆边支撑架的离地高度获取的高度差，即为GPS静态观测点的高度坐标。`
全文摘要
本发明公开了一种高精度机载激光雷达系统的定位精度检测装置及检验方法，包括GPS接收机支撑架、GPS接收机、检测杆边支撑架、第一激光脚点检测杆、第二激光脚点检测杆和检测杆中心支撑架，所述GPS接收机固装在GPS接收机支撑架上，所述GPS接收机支撑架上设置GPS接收机水平调节机构，所述检测杆边支撑架为多个，多个检测杆边支撑架将第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆支撑在一个水平面上，所述第一激光脚点检测杆的一端和第二激光脚点检测杆的一端交于检测杆中心支撑架上，所述第一激光脚点检测杆和第二激光脚点检测杆间的夹角≥90°。从而实现操作简单、测量误差小的优点，同时方便野外使用。
文档编号G01S7/497GK103176180SQ201310061419
公开日2013年6月26日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者韩晓言, 胡灿, 明自强, 宋梁, 周毅 申请人:四川省科学城久利科技实业有限责任公司, 四川省电力公司, 国家电网公司