[發(fā)明專利]激光雷達平臺上高精度定位、定姿的裝置和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710064115.7
• 申請日: 2007-02-28
• 公開（公告）號: CN101241011A
• 公開（公告）日: 2008-08-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林宗堅;蘇國中;張珂殊
• 申請（專利權(quán)）人: 北京北科天繪科技有限公司
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00;G01C21/18;G01C11/00;G01S5/00
• 代理公司: 北京凱特來知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 鄭立明;任紅

1.?一種激光雷達平臺上高精度定位、定姿裝置，其特征在于，在激光雷達系統(tǒng)中設(shè)置可量測照相單元，慣性測量單元、高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元，其中各單元組成和功能如下，

可量測照相單元：用于在激光雷達平臺的飛行航線上通過攝影獲得航空數(shù)碼影像，對獲得的航空數(shù)碼影像進行相對定向計算，獲得激光雷達平臺在工作航線上的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)值，將該相對定向獲得的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)值傳輸給高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元；

慣性測量單元：用于獲得激光雷達平臺在工作航線上的高頻低精度姿態(tài)參數(shù)值，將該高頻低精度姿態(tài)參數(shù)傳輸給高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元；

高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元：用于將可量測照相單元傳輸過來的平臺低頻高精度姿態(tài)參數(shù)值作為平臺在軌姿態(tài)約束邊界，對慣性測量單元傳輸過來的平臺高頻低精度姿態(tài)參數(shù)進行修正處理，獲得激光雷達平臺的高精度位置和姿態(tài)參數(shù)。

2.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

空中位置測量單元：用于獲取激光雷達平臺的高精度空間運動軌跡數(shù)據(jù)，并將該高精度空間運動軌跡數(shù)據(jù)傳輸給高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元。

3.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述空中位置測量單元包括：GPS全球定位系統(tǒng)或伽利略定位系統(tǒng)或北斗定位系統(tǒng)。

4.?根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述慣性測量單元包括：低精度慣導(dǎo)單元IMU。

5.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于：

所述高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元：還用于根據(jù)空中位置測量單元輸出的高精度空間運動軌跡數(shù)據(jù)，高精度確定平臺的航向、俯仰姿態(tài)變化范圍；利用所述高精度航向、俯仰姿態(tài)變化范圍和相對定向獲得的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)分別對所述高頻低精度姿態(tài)參數(shù)進行修正處理，獲得激光雷達平臺的高精度姿態(tài)參數(shù)信息。

6.?根據(jù)權(quán)利要求2或3或4或5所述的裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

激光掃描單元：用于通過激光掃描獲得激光雷達平臺和地面之間的距離信息，將獲得的距離信息傳輸給三維坐標(biāo)信息獲取單元；

三維坐標(biāo)信息獲取單元：用于利用激光掃描單元傳輸過來的所述距離信息和高精度位置、姿態(tài)測量及解算單元獲得的所述激光雷達平臺的高精度姿態(tài)參數(shù)信息進行聯(lián)合處理，獲得激光雷達平臺的高精度地面三維坐標(biāo)信息。

7.?一種激光雷達平臺上高精度定位、定姿的方法，其特征在于，包括：

在激光雷達平臺的飛行軌跡上通過可量測照相獲得航空數(shù)碼影像，對獲得的航空數(shù)碼影像進行相對定向計算，獲得激光雷達平臺在工作航線上的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)值；通過慣性測量單元獲得激光雷達平臺的高頻低精度姿態(tài)參數(shù)；

利用所述相對定向獲得的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)值對所述高頻低精度姿態(tài)參數(shù)進行修正處理，獲得激光雷達平臺的高精度姿態(tài)參數(shù)信息。

8.?根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

通過空中位置測量單元獲得激光雷達平臺的高精度空間位置數(shù)據(jù)；根據(jù)該高精度空間位置數(shù)據(jù)，確定激光雷達平臺的高精度位置和姿態(tài)變化范圍；

利用所述高精度位置和姿態(tài)變化范圍和相對定向獲得的低頻高精度姿態(tài)參數(shù)對所述高頻低精度姿態(tài)參數(shù)進行修正處理，獲得激光雷達平臺的高精度位置和姿態(tài)參數(shù)信息。

9.?根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

通過激光掃描獲得激光雷達平臺和地面之間的距離信息，利用所述位置測量單元的數(shù)據(jù)信息，對所述距離信息和所述激光雷達平臺的高精度姿態(tài)參數(shù)信息進行聯(lián)合處理，獲得激光雷達平臺的高精度地面三維坐標(biāo)信息。