[發明專利]一種基于航帶重疊區域的LiDAR強度校正方法

在審

• 申請號: 202110058967.5
• 申請日: 2021-01-17
• 公開（公告）號: CN112881998A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 丁瓊
• 申請（專利權）人: 廣東工業大學
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G06T5/00
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 黃公安

本發明提供了一種基于航帶重疊區域的LiDAR強度校正方法，具體包括如下步驟：步驟1：對LiDAR強度數據進行預處理步驟2：消除航帶重疊區LiDAR強度差異：采用以下公式計算消除差異后的航帶重疊區LiDAR強度。

技術領域

本發明涉及遙感影像領域，尤其涉及一種基于航帶重疊區域的LiDAR強度校正方法。

背景技術

目前，對于三維地形和地表物體需要通過機載激光雷達掃描技術來分析，對于激光雷達飛行任務來說，按照飛行區域的范圍，通常需要進行多個航帶的掃描，航帶之間存在一定的重疊區。

LiDAR強度信息的校正研究最早由Luzum(2004)提出，他指出影響LiDAR強度信息的各類因素，并針對傳播距離這一參數進行校正研究。此后，學者們分別提出了不同的校正方法，主要可歸結為三類：基于理論模型的校正、基于經驗模型的校正和基于已知參照目標的校正。基于理論模型的校正主要基于雷達方程中的各個參數進行校正，然而，理論模型是在一定的假設及理想條件下反映強度衰減的機理，實際數據采集過程及條件往往更為復雜，基于理論模型的校正能減緩誤差但精度仍不理想；基于經驗模型的校正方法主要根據真實數據及處理中出現的問題，用統計學的方法來控制強度中的噪聲或提出適當的約束條件建立數學模型進行校正，但該方法從樣本數據的選擇到模型的建立需要大量人工干預；基于已知參照目標的校正需要事先準備大量樣本，基于先驗知識進行校正，對于地物屬性未知的數據無法使用該方法。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種基于航帶重疊區域的LiDAR強度校正方法，該方法能夠實現對航帶重疊區域的激光雷達強度進行校正。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種基于航帶重疊區域的LiDAR強度校正方法，具體包括如下步驟：

步驟1：對LiDAR強度數據進行預處理，采用以下公式：

其中，I_A為預處理后的強度，I_r為實際接收到的強度，R為激光傳播距離，R_s為航高，η_atm為大氣衰減因子，θ為入射角。

步驟2：消除航帶重疊區LiDAR強度差異：

采用以下公式計算消除差異后的航帶重疊區LiDAR強度：

I_B＝I_A·ρ·R^a·10^2bR(cosθ)^c (2)

其中，I_B為消除差異后的LiDAR強度，a、b、c為校正參數。

優選地，在步驟2中，需要計算a、b、c的值，步驟如下：

步驟21：獲取航帶重疊區域的同名點，在同名點處，兩航帶的LiDAR強度相同，即

I_Bp＝I_Bq (3)

其中，p、q為重疊區域中兩個航帶中分別對應同名點的兩個點，I_Bp、I_Bq為p、q兩個點經過差異化處理后的LiDAR強度；

步驟22：將公式(2)代入到公式(3)，得到以下公式：

步驟23：通過獲取的多組同名點，計算出a、b、c；

步驟24：將計算得出的a、b、c代入到公式(2)；

步驟25：利用步驟24中得到的公式消除相鄰航帶的重疊區的差異。