[發明專利]高精度機載激光雷達系統的定位精度檢測裝置及檢測方法

有效

• 申請號: 201310061419.3
• 申請日: 2013-02-27
• 公開（公告）號: CN103176180B
• 公開（公告）日: 2017-05-03
• 發明（設計）人: 韓曉言;潘文武;胡燦;唐丹;宋梁;竇延娟;王欣;唐海龍;何延龍
• 申請（專利權）人: 四川省科學城久利科技實業有限責任公司;四川省電力公司;國家電網公司
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高精度機載激光雷達系統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接收機支撐架上設置GPS接收機水平調節機構，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°，

通過交叉放置的兩根大細長比、高反射率第一激光腳點檢測桿和第二激光腳點檢測桿作為激光點云檢測桿并把交叉桿的理論交點作為激光雷達定位精度檢查點，在飛行器搭載激光雷達完成項目數據采集后，根據架設的兩根交叉桿測得的兩組激光點云，利用最小二乘法分別擬合出這兩組激光點云的兩個直線方程，然后求出這兩條直線在水平面的投影直線方程并求得這兩個投影直線交點的坐標作為激光雷達定位精度檢查點的平面坐標，而激光雷達定位精度檢查點的高度坐標則通過量取中心支撐架的高度和檢測桿的半徑獲得；然后通過比較放置在中心支撐架正上方的同步觀測GPS基站坐標和激光雷達定位精度檢查點坐標的誤差獲得該點的激光雷達定位精，從而實現操作簡單、測量誤差小的優點，同時方便野外使用。

2.根據權利要求1所述的高精度機載激光雷達系統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.根據權利要求1或2所述的高精度機載激光雷達系統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.根據權利要求3所述的高精度機載激光雷達系統的定位精度檢測裝置，其特征在于，位于支撐架上的水平調節機構的中心和檢測桿中心支撐架的GPS接收機相位中心水平對準點處于同一垂線上。

5.一種利用權利要求1至4任一項所述的高精度機載激光雷達系統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、在測量區架設多架上述的高精度機載激光雷達系統的定位精度檢測裝置、下文中的高精度機載激光雷達系統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靜態觀測點；

b、利用上述架設的定位精度檢測裝置采集測量區的GPS靜態觀測數據，并選定上述多個定位精度檢測裝置其中一個采集的GPS靜態觀測點為基準點，利用上述采集的GPS靜態觀測數據對已架設GPS靜態觀測點做平差處理，獲得這些GPS靜態觀測點的坐標；

c、以上述獲得的GPS靜態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據，并按檢測方式分組存放；

d、根據上述的激光點云數據求出每個GPS靜態觀測點的精確坐標，計算GPS靜態觀測點的精確坐標，包括以下步驟：

選取一組激光點云數據，用直線方程Ax+By+Cz＝0去擬合該組激光點云數據，并求的方程中的系數A、B、C使得方程的值最小，公式中d_i是指激光腳點到直線方程Ax+By+Cz＝0的距離；

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,然后調整方程系數a和b為a1和b1，使得上述的激光點云數據在XY平面的投影點分布在直線a1x+b1y＝0兩邊的個數基本相等；

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a1x+b1y＝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靜態觀測點的高度坐標。