[發(fā)明專利]航帶匹配方法、裝置、電子設(shè)備和可讀存儲(chǔ)介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811049171.8
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開（公告）號(hào): CN109141431A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭彥明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京數(shù)字綠土科技有限公司;深圳綠土智能科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C21/20
• 分類號(hào): G01C21/20;G01C21/16;G01C25/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 魏彥

本發(fā)明提供了一種航帶匹配方法、裝置、電子設(shè)備和可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，涉及激光雷達(dá)測(cè)量的技術(shù)領(lǐng)域，包括獲取并加載點(diǎn)云數(shù)據(jù)和與點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的航跡文件，通過航跡文件從多邊形區(qū)域航線中得到每條航帶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；識(shí)別每條航帶的重疊區(qū)域，從相鄰航帶的重疊區(qū)域點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取特征點(diǎn)，并將特征點(diǎn)匹配形成相關(guān)點(diǎn)對(duì)；通過預(yù)先設(shè)置的誤差模型和最小二乘法，計(jì)算得到修正角和最小空間距離值；根據(jù)最小空間距離值和修正角對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置進(jìn)行修正，以使相鄰航帶的空間位置相匹配，本發(fā)明實(shí)施例可以自動(dòng)估算航帶匹配參數(shù)，提高航帶匹配效率，將不同航帶的重疊部分聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)不同航帶數(shù)據(jù)的拼接。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種航帶匹配方法、裝置、電子設(shè)備和可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

機(jī)載激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)集成有全球定位系統(tǒng)GPS、慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS、激光雷達(dá)掃描儀等多個(gè)部件，其在應(yīng)用過程中會(huì)受到多種誤差源(系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差)的影響，具體體現(xiàn)為，當(dāng)慣性導(dǎo)航系統(tǒng)INS姿態(tài)測(cè)定時(shí)，安裝激光雷達(dá)測(cè)量系統(tǒng)的過程中，并不能保證激光掃描參考坐標(biāo)系和慣性平臺(tái)參考坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸之間相互平行，此時(shí)，會(huì)產(chǎn)生系統(tǒng)安置誤差。所以，多條激光掃描條帶覆蓋同一掃描區(qū)域時(shí)不同航帶測(cè)定的同一點(diǎn)的坐標(biāo)和高程彼此會(huì)有差異。

人工量測(cè)檢校需要相關(guān)專業(yè)知識(shí)以及對(duì)軟件的熟練操作，而自動(dòng)計(jì)算能夠極大減輕操作員的工作量。在特征明顯的數(shù)據(jù)中，自動(dòng)計(jì)算完全能夠替代手工計(jì)算，達(dá)到相同甚至更高的精度。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供航帶匹配方法、裝置、電子設(shè)備和可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，自動(dòng)估算航帶匹配參數(shù)，提高航帶匹配效率，將不同航帶的重疊部分聯(lián)系起來，實(shí)現(xiàn)不同航帶數(shù)據(jù)的拼接。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種航帶匹配方法，包括：

獲取并加載點(diǎn)云數(shù)據(jù)和與所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的航跡文件，通過所述航跡文件從多邊形區(qū)域航線中得到每條航帶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

識(shí)別所述每條航帶的重疊區(qū)域，從相鄰航帶的所述重疊區(qū)域點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取特征點(diǎn)，并將所述特征點(diǎn)匹配形成相關(guān)點(diǎn)對(duì)；

通過預(yù)先設(shè)置的誤差模型和最小二乘法，計(jì)算得到修正角和最小空間距離值，其中，從各個(gè)所述相關(guān)點(diǎn)對(duì)中選取，所述特征點(diǎn)間的所述最小空間距離值；

根據(jù)所述最小空間距離值和修正角對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)的空間位置進(jìn)行修正，以使所述相鄰航帶的所述空間位置相匹配。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第一種可能的實(shí)施方式，其中，所述識(shí)別所述每條航帶的重疊區(qū)域，從相鄰航帶的所述重疊區(qū)域點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取特征點(diǎn)，并將所述特征點(diǎn)匹配形成相關(guān)點(diǎn)對(duì)包括：

對(duì)所述每條航帶的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行格網(wǎng)化處理，判斷網(wǎng)格中是否存儲(chǔ)有所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)，識(shí)別所述網(wǎng)格是否為重疊區(qū)域；

將相鄰航帶的所述重疊區(qū)域中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣計(jì)算，得到第一數(shù)值，根據(jù)所述第一數(shù)值從所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取特征點(diǎn)；

對(duì)各個(gè)所述特征點(diǎn)選取鄰域，得到各個(gè)所述特征點(diǎn)和各個(gè)所述鄰域的平面法向量，選取所述平面法向量方向相同且所述特征點(diǎn)的空間距離最短的兩個(gè)所述特征點(diǎn)，作為一個(gè)相關(guān)點(diǎn)對(duì)。

結(jié)合第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了第一方面的第二種可能的實(shí)施方式，其中，一個(gè)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)為一個(gè)三維坐標(biāo)，所述將相鄰航帶的所述重疊區(qū)域中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行矩陣計(jì)算，得到第一數(shù)值，根據(jù)所述第一數(shù)值從所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)中選取特征點(diǎn)包括：

通過所述重疊區(qū)域中的點(diǎn)云數(shù)據(jù)計(jì)算協(xié)方差矩陣，其中，每個(gè)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)作為所述協(xié)方差矩陣中的一個(gè)行矩陣；

將所述協(xié)方差矩陣的每個(gè)行矩陣進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出與所述每個(gè)行矩陣相應(yīng)的第一數(shù)值；