[發明專利]一種車載掃描系統控制點檢校方法

在審

• 申請號: 201810044256.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108278968A
• 公開（公告）日: 2018-07-13
• 發明（設計）人: 郭明;申興旺;郭可才;高楚天
• 申請（專利權）人: 北京建筑大學
• 主分類號: G01B11/00
• 分類號: G01B11/00;G01C25/00
• 代理公司: 北京慕達星云知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發明涉及一種車載掃描系統控制點檢校方法，在所建立的檢校場內布設大量控制點，利用高精度全站儀測得一組控制點的坐標作為真值，再利用激光掃描儀測得的結果與之比較，帶入標定的參數初值，用解方程的方法解出激光掃描儀與POS坐標系之間的三個平移參數改正數Δx_c、Δy_c、Δz_c，和三個姿態角旋轉分量改正數ΔΩ_c、ΔΦ_c、ΔK_c。對通過標定得出的轉換參數進行改正。與傳統方法比較，本方法能夠提高車載掃描系統獲取三維空間信息的精度與準確性，檢校方法對實際使用具有重要的參考價值，適用性及實用性更強。

技術領域

本發明涉及測繪科學技術領域，特別涉及一種車載掃描系統控制點檢校方法。

背景技術

目前二代街景系統SSW車載激光建模測量系統在我們的生活中得到了越來越廣泛的應用，百度地圖的新產品利用該系統實現了全景視圖的3D模型化，進而繪制出真實再現實景的三維地圖。二代街景在技術上有了重大的突破，一代街景是利用照片，二代街景利用的是所建立模型，不僅能立體的還原街景的環境，甚至還能將周圍的細節呈現出來。經過車載激光移動建模系統采集和運算完全實現了地圖的多角度和可測量化，將全息三維應用到交通，規劃等城市各個領域。

二十世紀八十年代末到九十年代初美國俄亥俄州州立大學設計研制的第一臺GPSVan移動測量系統。該系統的設計原理是在汽車平臺上搭載GPS/INS 組合系統、里程計等來獲取位置和姿態參數，裝配兩臺模擬相機采集影像數據，利用近景攝影測量的原理求解目標空間坐標。

加拿大推出第二代VISAT系統，并引入導航級的INS系統，定位精度能達到0.1米。日本東京大學空間信息科學研究中心由Dinesh MANANDHAR提出的激光初步檢校模型和線陣相機檢校模型可為車載三維激光移動測圖系統的研究提供重大幫助。此外,奧地利維也納理工大學的Camilo RESSL將激光點云數據同高程數據進行對比進而分析激光點云數據的精度,此方法為進行車載三維激光移動測圖系統檢校以及精度分析提供參考方案。首都師范大學提出了應用玻璃反射、透射激光掃描線獲取控制點在像方坐標系下的坐標，然后用全站儀測得控制點在物方坐標系下的坐標，再運用三維坐標轉換模型以及改進的高斯一牛頓法編制程序求解出激光掃描儀的外參數以及精度評定以達到完成系統檢校的目的。

車載三維激光移動測圖系統獲取三維空間信息的精度與準確性在很大的程度上取決于系統的總體檢校，現有技術中的檢校方法，還存在不足。

發明內容

鑒于上述問題，本發明依據三維激光掃描儀和慣性導航系統的工作原理及它們與GPS系統相結合使用的特性，針對車載式激光掃描系統的初始硬件集成，提出了一種車載掃描系統控制點檢校方法，能夠提高車載掃描系統獲取三維空間信息的精度與準確性。

本發明提供一種克服上述問題或者至少部分地解決上述問題的一種車載掃描系統控制點檢校方法。

本發明實施例提供一種車載掃描系統控制點檢校方法，在檢校場內布設多個控制點，通過全站儀獲得所述多個控制點的第一組坐標值；

根據車載掃描系統測得所述多個控制點的第二組坐標值；

獲取所述車載掃描系統標定的參數初值；所述參數初值為激光掃描儀與慣導之間的3個姿態角度參數和3個平移參數；

建立檢校數學模型；

將所述第一組坐標值、第二組坐標值和所述參數初值，代入所述檢校數學模型；

解出激光掃描儀坐標系與慣導坐標系之間的三個平移參數改正數Δx_c、Δ y_c、Δz_c和三個姿態角旋轉分量改正數ΔΩ_c，ΔΦ_c，ΔK_c。