CN103559170A - 车载测量设备测量数据的处理方法、装置及车载测量设备 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种车载测量设备测量数据的处理方法、装置及车载测量设备，其中，该方法包括以下步骤：当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据。由于本发明实施例避免了采用机械或液压调平装置将基准平台支撑到水平状态后，车载测量设备再进行数据测量的过程，从而降低了车载测量设备测量数据的成本、提高了车载测量设备测量数据的效率。

Description

车载测量设备测量数据的处理方法、装置及车载测量设备

技术领域

本发明涉及自动化控制技术领域，特别涉及一种车载测量设备测量数据的处理方法、装置及车载测量设备。

背景技术

车载测量设备的物理姿态与车辆的物理姿态密切相关，而车辆的物理姿态又受到所处地形地貌的限制和影响。车辆的物理姿态影响车载测量及瞄准设备的基准确定。通常的解决办法是利用一套机械或液压调平装置将车载测量设备的测量基准支撑到水平状态，实现车载测量设备的水平状态调整。

但是上述现有技术中的车载测量设备调平方法存在成本高、效率低等缺陷。

发明内容

本发明实施例提供了一种车载测量设备测量数据的处理方法、装置及车载测量设备，解决了现有技术中车载测量设备调平方法存在的成本高、效率低的技术问题。

本发明实施例提供了一种车载测量设备测量数据的处理方法，该方法包括：当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据换算成基准平台为水平状态时的第二数据，包括：以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$ 其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；将第二坐标值转化为所述基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值： $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right],$ 其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

在一个实施例中，通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值： $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，E₀是基准平台与水平面的仰角，C₀是基准平台与水平面的横滚角。

在一个实施例中，所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；通过以下公式将第二坐标值转换为基准平台为水平状态时的第二数据： $\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right],$ 其中，R₂是基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

本发明实施例还提供了一种车载测量设备测量数据的处理装置，该装置包括：夹角测量模块，用于当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；数据处理模块，用于根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，所述数据处理模块包括：第一坐标转换单元，用于以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；第二坐标转换单元，用于以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$ 其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；数据转换单元，用于将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；第一坐标转换单元通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值： $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right],$ 其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

在一个实施例中，第二坐标转换单元通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，E₀是基准平台与水平面的仰角，C₀是基准平台与水平面的横滚角。

在一个实施例中，所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；数据转换单元通过以下公式将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据： $\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right],$ 其中，R₂是基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

在一个实施例中，所述夹角测量模块是两轴姿态传感器。

本发明实施例还提供了一种车载测量设备，该车载测量设备包括上述任一种所述车载测量设备测量数据的处理装置。

在本发明实施例中，当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，通过测量基准平台与水平面的仰角和横滚角，并根据仰角和横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据，避免了采用机械或液压调平装置将基准平台支撑到水平状态后，车载测量设备再进行数据测量的过程，从而降低了车载测量设备测量数据的成本、提高了车载测量设备测量数据的效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1是本发明实施例提供的一种车载测量设备测量数据的处理方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的一种车载测量设备测量数据的处理装置的结构框图；

图3是本发明实施例提供的一种数据处理模块的结构框图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

在本发明实施例中，提供了一种车载测量设备测量数据的处理方法，如图1所示，该方法包括：

步骤101：当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；

步骤102：根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据。

由图1所示的流程可知，在本发明实施例中，当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，通过测量车载测量设备所在的基准平台与水平面的仰角和横滚角（例如，可以采用两轴姿态传感器来测量），并根据仰角和横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据，避免了采用机械或液压调平装置将基准平台支撑到水平状态后，车载测量设备再进行数据测量的过程，消除了所有由于机械调平所带来的不足，从而降低了车载测量设备测量数据的成本、提高了车载测量设备测量数据的效率。

在具体实施过程中，为了避免使用机械调平装置，快速、准确地获得基准平台为水平状态时的第二数据，在本实施例中，不对基准平台进行调平，而是车载测量设备直接基于当前的物理姿态进行第一数据测量，然后，根据基准平台与水平面的仰角和横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台处于水平状态时的第二数据，具体实施过程中，可以通过以下步骤来将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据：

首先，以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；然后，以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$ 其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；最后再将第二坐标值转换为基准平台为水平状态时的第二数据。

在将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]$ 的过程中，具体可以这样操作：所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right]---\left(1\right)$

其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

在将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]$ 的过程中，具体可以这样操作：通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]---\left(2\right)$

其中，E₀是基准平台与水平面的仰角，C₀是基准平台与水平面的横滚角。

在将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据的过程，可以这样来实现：所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；通过以下公式将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据：

$\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right]---\left(3\right)$

其中，R₂是基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

在本实施例中，上述车载测量设备以车载经纬仪为例，来详细描述上述车载测量设备测量数据的处理方法。车载经纬仪用于精确测量被测物相对于水平面的俯仰角和方位角。在载车没有调到水平状态的情况下，当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，车载经纬仪测得的俯仰角和方位角（即第一数据）为被测物相对于载车安装经纬仪的基准平台所在平面的角度，然后，根据测量的载车基准平台与水平面的俯仰角和横滚角，可以通过坐标变换运算处理，将车载经纬仪测得的俯仰角和方位角转换为被测物相对于水平面的俯仰角和方位角，即基准平台为水平状态时的第二数据，从而实现了车载经纬仪可以快速、准确地测量被测物。

基于同一发明构思，本发明实施例中还提供了一种车载测量设备测量数据的处理装置，如下面的实施例所述。由于车载测量设备测量数据的处理装置解决问题的原理与车载测量设备测量数据的处理方法相似，因此车载测量设备测量数据的处理装置的实施可以参见车载测量设备测量数据的处理方法的实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的装置较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。

图2是本发明实施例的车载测量设备测量数据的处理装置的一种结构框图，如图2所示，该车载测量设备测量数据的处理装置包括：夹角测量模块201，数据处理模块202，下面对该结构进行说明。

夹角测量模块201，用于当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；数据处理模块202，与夹角测量模块201连接，用于根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，如图3所示，上述数据处理模块202包括：第一坐标转换单元2021，用于以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；第二坐标转换单元2022，与第一坐标转换单元2021连接，用于以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$ 其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；数据转换单元2023，与第二坐标转换单元2022连接，用于将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据。

在一个实施例中，所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；第一坐标转换单元2021通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值： $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right],$ 其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

在一个实施例中，第二坐标转换单元2022通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$ 其中，E₀是基准平台与水平面的仰角，C₀是基准平台与水平面的横滚角。

在一个实施例中，所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；数据转换单元2023通过以下公式将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据： $\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right],$ 其中，R₂是基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

在一个实施例中，为了提高数据测量精度，所述夹角测量模块可以是两轴姿态传感器。

在另外一个实施例中，还提供了一种车载测量设备，该车载测量设备包括上述任一种车载测量设备测量数据的处理装置，避免了采用机械调平装置来进行调平，从而降低了车载测量设备测量数据的成本、提高了车载测量设备测量数据的效率。

在本发明实施例中，在未对车载测量设备所在的基准平台进行调平的情况下，当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，通过测量车载测量设备所在的基准平台与水平面的仰角和横滚角，并根据仰角和横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成基准平台为水平状态时的第二数据，避免了采用机械或液压调平装置将基准平台支撑到水平状态后，车载测量设备再进行数据测量的过程，从而降低了车载测量设备测量数据的成本、提高了车载测量设备测量数据的效率。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明实施例的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明实施例不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种车载测量设备测量数据的处理方法，其特征在于，包括：

当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；

根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据。

2.如权利要求1所述车载测量设备测量数据的处理方法，其特征在于，根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据，包括：

以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$

其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；

以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$

其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；

将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据。

3.如权利要求2所述车载测量设备测量数据的处理方法，其特征在于，所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；

通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right],$

其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

4.如权利要求2所述车载测量设备测量数据的处理方法，其特征在于，通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$

其中，E₀是所述基准平台与所述水平面的仰角，C₀是所述基准平台与所述水平面的横滚角。

5.如权利要求2所述车载测量设备测量数据的处理方法，其特征在于，所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；

通过以下公式将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据：

$\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right],$

其中，R₂是所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

6.一种车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，包括：

夹角测量模块，用于当车载测量设备所在的基准平台偏离水平状态时，测量基准平台与水平面的仰角和横滚角；

数据处理模块，用于根据所述仰角和所述横滚角，将车载测量设备测量的第一数据转换成所述基准平台为水平状态时的第二数据。

7.如权利要求6所述车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，所述数据处理模块包括：

第一坐标转换单元，用于以基准平台所在平面上的三维坐标系为第一坐标系，将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$

其中，[]表示矩阵，xt₁是第一坐标系中x轴上的坐标值，yt₁是第一坐标系中y轴上的坐标值，zt₁是第一坐标系中z轴上的坐标值；

第二坐标转换单元，用于以水平面上的三维坐标系为第二坐标系，根据所述仰角和所述横滚角，将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值 $\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right],$

其中，xt₂是第二坐标系中x轴上的坐标值，yt₂是第二坐标系中y轴上的坐标值，zt₂是第二坐标系中z轴上的坐标值；

数据转换单元，用于将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据。

8.如权利要求7所述车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，所述第一数据包括：车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离、车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角、以及车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角；

所述第一坐标转换单元通过以下公式将测量的第一数据转换为所述被测物在第一坐标系上的第一坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}{R}_1\cos E_1\sin A_1\\ R_1\cos E_1\cos A_1\\ R_1\sin E_1\end{array}\right],$

其中，R₁是车载测量设备测量的被测物与车载测量设备之间的距离，A₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的方位角，E₁是车载测量设备测量的被测物相对于基准平台的俯仰角。

9.如权利要求7所述车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，所述第二坐标转换单元通过以下公式将第一坐标值转换为在第二坐标系上的第二坐标值：

$\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_2\\ {\mathrm{yt}}_2\\ {\mathrm{zt}}_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{ccc}1& 0& 0\\ 0& \cos (-E_0)& \sin \left({-E}_0\right)\\ 0& -\sin \left({-E}_0\right)& \cos \left({-E}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({-C}_0\right)& 0& -\sin \left({-C}_0\right)\\ 0& 1& 0\\ \sin \left({-C}_0\right)& 0& \cos \left({-C}_0\right)\end{array}\right]\×\left[\begin{array}{c}{\mathrm{xt}}_1\\ {\mathrm{yt}}_1\\ {\mathrm{zt}}_1\end{array}\right],$

其中，E₀是所述基准平台与所述水平面的仰角，C₀是所述基准平台与所述水平面的横滚角。

10.如权利要求7所述车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，所述第二数据包括：所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离、所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角、以及所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角；

所述数据转换单元通过以下公式将第二坐标值转换为所述基准平台为水平状态时的第二数据：

$\left[\begin{array}{c}{R}_2\\ E_2\\ A_2\end{array}\right]=\left[\begin{array}{c}\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2+{\mathrm{zt}}_2^2}\\ \arccos (\sqrt{{\mathrm{xt}}_2^2+{\mathrm{yt}}_2^2}/R_2)\\ \arctan ({\mathrm{xt}}_2/{\mathrm{yt}}_2)\end{array}\right],$

其中，R₂是所述基准平台为水平状态时被测物与车载测量设备之间的距离，A₂是所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的方位角，E₂是所述基准平台为水平状态时被测物相对于基准平台的俯仰角。

11.如权利要求6至10中任一项所述车载测量设备测量数据的处理装置，其特征在于，所述夹角测量模块是两轴姿态传感器。

12.一种车载测量设备，其特征在于，包括权利要求6至11中任一项所述车载测量设备测量数据的处理装置。

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