LiDAR单机检校技术研究
A Study on the Calibration of Single LiDAR Instrument
LiDAR( Light Detection and Ranging)技术是一种全新的获取地理信息数据的手段,具有普通的摄影测量无法比拟的优势.由于存在着LiDAR系统数据精度还无法满足成图要求、进口的大量LiDAR无法知道其是否达到出厂标称值、国内正在研发的LiDAR质量指标怎样确定是否过关等等需求,急需开展针对LiDAR的检校与标定的研究工作.本文以国内正在研发的LiDAR仪器为例,设计了针对该仪器的激光测距误差的确定以及纠正方法,并对该仪器锥扫角和扫描角的误差纠正方法进行了深入的分析,根据分析结果给出了其误差改正方法.本文主要的工作和创新点如下:1.根据LiDAR系统的组成及其工作方式原理,详细推导了LiDAR系统的定位公式方程,把LiDAR系统误差与公式中的各参数进行结合分析讨论,给出了各项主要误差产生的原因及其对点云数据的影响方式.2.对LiDAR测距误差进行了详细的分析,设计了一种简单可行的对激光测距误差的测定方法,并对误差结果进行总结分析讨论.提出了一种把测距误差分两步纠正的方法,第一步是针对回波强度不同引起的误差进行改正,方法是根据误差值与回波强度关系曲线图给出拟合公式,对误差进行拟合;第二步是针对固定的系统误差进行改正,基于对误差的理论经验与数据分析,给出拟合公式进行拟合.由误差改正前后效果对比可以看出该方法切实可行,效果明显.3.分析了LiDAR仪器锥扫角产生的原因、对点云结果的影响方式,讨论了锥扫角与集成误差中俯仰角误差对点云结果影响方式的不同.提出了一种估计锥扫角误差大小的试验方法,该方法虽然不够完善,但是由实验结果可以看出对于估计锥扫角的大致范围还是有一定的效果,方法有待于进一步完善.4.分析了扫描角误差产生的原因,给出了测定扫描角误差的方法.根据扫描角误差曲线的规律给出了拟合曲线方程,求出拟合参数.实验结果表明该方法切实可行,对扫描角误差纠正效果比较明显.
- 作者：
- 王立成
- 学位授予单位：
- 解放军信息工程大学
- 专业名称：
- 摄影测量与遥感
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2011年
- 导师姓名：
- 马东洋
- 中图分类号：
- P208
- 关键词：
- 激光测距；LiDAR；点云数据；回波强度；锥扫角；扫描角；误差检校
- Laser Ranging；LiDAR；Point Cloud Data；Echo Intensity；Cone Scan Angle；Scan Angle；Error Calibration