[發(fā)明專利]一種機載激光雷達(dá)系統(tǒng)等航寬濾波方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010322311.5
• 申請日: 2020-04-22
• 公開（公告）號: CN111220966A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張寧波;茍娟
• 申請（專利權(quán)）人: 成都縱橫融合科技有限公司
• 主分類號: G01S7/487
• 分類號: G01S7/487;G01S7/493;G01S7/48
• 代理公司: 成都虹橋?qū)＠聞?wù)所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)濾波技術(shù)，其公開了一種機載激光雷達(dá)系統(tǒng)等航寬濾波方法，在生成點云數(shù)據(jù)階段即完成濾波過程，使得生成的點云數(shù)據(jù)即滿足每條航帶寬度相同的濾波需求，并保證點云的精度。該方法包括以下步驟：a.獲取無人機的位置姿態(tài)信息；b.通過無人機位置姿態(tài)信息和激光雷達(dá)安置關(guān)系，解算激光雷達(dá)腳點絕對位置；c.通過激光雷達(dá)腳點絕對位置及無人機位置信息，計算兩者相對位置關(guān)系；d.將滿足等航寬濾波要求的航帶信息作為門限，判斷計算的激光雷達(dá)腳點絕對位置與無人機位置信息之間的相對位置關(guān)系是否超過門限，若超過，則剔除該點，否則保留該點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光雷達(dá)濾波技術(shù)，具體涉及一種機載激光雷達(dá)系統(tǒng)等航寬濾波方法。

背景技術(shù)

激光雷達(dá)是一種能夠快速獲取目標(biāo)三維空間信息的主動測量手段，它具有全天候、精度高、費用低等優(yōu)點。近年來，機載激光雷達(dá)在林業(yè)、城市、交通、水利等領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。由于系統(tǒng)誤差，不同發(fā)射角的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)精度不盡相同。一般情況下，機載激光雷達(dá)從中間向兩邊精度依次降低，即飛機正下方精度最高，兩邊精度最差。實際作業(yè)過程中，若單航帶（無人機沿著某一個方向上飛行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)叫一個航帶的數(shù)據(jù)）點云帶寬過寬，會出現(xiàn)高精度部分與低精度部分重合，導(dǎo)致重疊部分點云精度下降，嚴(yán)重時將出現(xiàn)不同航帶點云無法重合，因此實際作業(yè)希望所有航帶等寬。

當(dāng)前等航寬濾波技術(shù)依賴于第三方軟件，大多通過計算不同航帶間點云是否重疊，將重疊部分剔除，以滿足帶寬要求。由于在進(jìn)行點云剔除時，未考慮點云原始精度，可能將高精度點云剔除，造成精度損失。因此傳統(tǒng)技術(shù)中的等航寬濾波方法只能滿足點密度均勻需求，無法保證點云精度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提出一種機載激光雷達(dá)系統(tǒng)等航寬濾波方法，在生成點云數(shù)據(jù)階段即完成濾波過程，使得生成的點云數(shù)據(jù)即滿足每條航帶寬度相同的濾波需求，并保證點云的精度。

本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：

一種機載激光雷達(dá)系統(tǒng)等航寬濾波方法，包括以下步驟：

a.獲取無人機的位置姿態(tài)信息；

b.通過無人機位置姿態(tài)信息和激光雷達(dá)安置關(guān)系，解算激光雷達(dá)腳點絕對位置；

c.通過激光雷達(dá)腳點絕對位置及無人機位置信息，計算兩者相對位置關(guān)系；

d.將滿足等航寬濾波要求的航帶信息作為門限，判斷計算的激光雷達(dá)腳點絕對位置與無人機位置信息之間的相對位置關(guān)系是否超過門限，若超過，則剔除該點，否則保留該點。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟a中，所述獲取無人機的位置姿態(tài)信息的方法包括：

獲取無人機機載衛(wèi)星數(shù)據(jù)和基準(zhǔn)站衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過對二者進(jìn)行差分獲得無人機位置信息；

通過機載慣性導(dǎo)航數(shù)據(jù)與無人機位置信息進(jìn)行融合解算，獲得無人機的位置姿態(tài)信息。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟b中，所述通過無人機位置姿態(tài)信息和激光雷達(dá)安置關(guān)系，解算激光雷達(dá)腳點絕對位置的方法包括：

通過無人機與激光雷達(dá)的位置關(guān)系，推算飛行過程中激光雷達(dá)的位置姿態(tài)信息；

解析激光雷達(dá)原始數(shù)據(jù)，獲得飛行過程中激光雷達(dá)腳點與激光雷達(dá)的相對位置關(guān)系，結(jié)合激光雷達(dá)的位置姿態(tài)信息計算激光雷達(dá)腳點絕對位置。

作為進(jìn)一步優(yōu)化，步驟c中，所述通過激光雷達(dá)腳點絕對位置及無人機位置信息，計算兩者相對位置關(guān)系具體包括：

通過激光雷達(dá)腳點絕對位置及無人機位置信息在平面坐標(biāo)系上的投影，獲得對應(yīng)平面坐標(biāo)，通過對應(yīng)平面坐標(biāo)之間的差值計算二者在東北天坐標(biāo)系上的相對位置信息，再通過將東北天坐標(biāo)系上的相對位置信息投影到無人機前、右、上三個方向上，得到激光雷達(dá)腳點在飛機兩側(cè)的相對位置信息。