CN104730539A - 一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统，包括电机、POS系统、供电设备、飞行控制系统、红外相机、机载激光雷达测量仪、存储设备、稳定平台和飞行平台；POS系统与飞行控制系统相连接，飞行控制系统分别与电机、红外相机、机载激光雷达测量仪相连接，电机与红外相机相连接；供电设备分别与电机、POS系统、红外相机、机载激光雷达测量仪、存储设备相连接；红外相机、机载激光雷达测量仪分别与机载激光雷达测量仪相连接，机载激光雷达测量仪与POS系统相连接；机载激光扫描测量仪、POS系统、红外相机固定在稳定平台上。本发明可应用于航空摄影测量与遥感领域，其不受天气和周边环境的影响，让航测真正实现全天时、全天候。

Description

一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统

技术领域

本发明涉及航空摄影测量与遥感技术，具体涉及一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统。

背景技术

热红外线是自然界中存在最为广泛的辐射。热辐射可以使人们在完全无光的夜晚，清晰地观察到地表的情况。热辐射这个特点使人们可以利用它来对物体进行全天时无接触温度测量与热状态分析，为资源探测和环境监测等方面提供一个重要的检测技术手段。同时，热成像的全天候、全天时性将大大减弱航空摄影测量对天气的依赖程度。热红外遥感技术已经成为当今世界各国展现科技实力、促进社会经济发展、进行国力竞争、维护国家安全的重要领域，国家在农业与粮食安全、土地资源、水资源与矿产资源调查、生态与环境安全、灾害监测和国防安全等方面对遥感的战略需求越来越迫切。目前，国内外航空摄影测量领域仍使用可见光数码相机作为传感器采集地理信息，完全拘束于天气和周边环境的影响。而更实用的红外相机民用化才刚刚起步，因此该领域迫切需要研发一套轻小型、高效、集成化程度高的红外遥感系统，来进一步提高航空摄影测量的应用效率，让航测真正全天时、全天候。

目前，机载激光雷达测量系统在国内正快速发展，由于其快速性、非接触性以及穿透性，广泛应用于数字电网、城市三维建模、数字水利、林业等各领域。通常机载激光雷达测量系统还集成了高分辨率CCD数码相机，在采集激光点云数据的同时获取同一区域数码影像数据。但是机载激光雷达测量系统本身是一个主动系统，理论上可以全天候工作且有一定的穿透能力，而摄影测量系统则是一个被动系统，要求具有良好的气象条件，诸如能见度、太阳高度角等，而且需在白天工作。这样无疑增大了机载激光雷达测量仪的时间成本，使作业周期增长，降低了效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统，可以应用于航空摄影测量与遥感的领域，其不受天气和周边环境的影响，使航测真正实现全天时、全天候。

本发明的技术方案是：一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统，包括电机、POS系统、供电设备、飞行控制系统、红外相机、机载激光雷达测量仪、存储设备、稳定平台和飞行平台；所述POS系统与飞行控制系统相连接，飞行控制系统分别与电机、红外相机、机载激光雷达测量仪相连接，电机与红外相机相连接；所述供电设备分别与电机、POS系统、红外相机、机载激光雷达测量仪、存储设备相连接；所述红外相机、机载激光雷达测量仪分别与机载激光雷达测量仪相连接，机载激光雷达测量仪与POS系统相连接；所述机载激光扫描测量仪、POS系统、红外相机固定在稳定平台上。

所述红外相机通过齿轮组与电机相连接，齿轮组包括驱动齿轮和与其相啮合的弧形从动齿轮，驱动齿轮与电机相连接，从动齿轮与红外相机相连接。

所述红外相机的焦距应调至无穷远，焦距调至无穷远的方法是：红外相机对着距离红外相机800米左右的同一物体拍摄，调整红外相机的焦距从无穷近拍摄到无穷远，记录每张影像对应的焦距；将影像导出来，查看影像挑出来最清晰的影像对应的焦距为要寻找的无穷远焦距；将焦距调到无穷远再次拍摄验证无误后，锁定无穷远焦距。

所述红外相机为波长在3-5um的中红外相机或波长在8-14um的长红外相机。

所述POS系统由位置姿态测量装置和数据记录仪组成，位置姿态测量装置与数据记录仪相连接，数字记录仪与飞行控制系统相连接。

所述位置姿态测量装置包括航空GPS天线和IMU，航空GPS天线和IMU分别与数据记录仪相连接。

所述飞行控制系统包括电机控制单元、测量仪控制单元和相机控制单元；所述电机控制单元根据实时速度信息和红外相机的像幅大小计算摆动时间和周期从而控制电机的转动；所述测量仪控制单元控制机载激光扫描测量仪在测区完成扫描的开启并在曝光范围内完成扫描，从而控制机载激光雷达测量仪按照规划航线在曝光范围内进行数据的采集；所述相机控制单元控制红外相机自动曝光。

所述机载激光扫描测量仪、位置姿态测量装置和红外相机三者靠GPS时间实现时间同步。

所述飞行平台包括运-5运输机或A2C航空器两种飞行器。

本发明飞行控制系统利用电机和齿轮组控制红外相机的扫描视场，从而增大了红外相机的扫描视场，有效解决了机载激光雷达测量仪扫描视场角大而红外视场角小的矛盾，提高了外业作业效率，为小面阵传感器在航空摄影测量与低空遥感上的应用提供了新思路；利用GPS时间实现机载激光扫描测量仪、位置姿态测量装置和红外相机三者的时间同步；稳定平台为各个装置的测量提供了相对安定的工作环境，提高影像的拍摄质量和点云质量。本发明为可应用于航空摄影测量与遥感领域，让航测真正实现全天时、全天候，使航空摄影测量的广泛开展和地理信息的高效获取、有效利用提出新思路和新方法。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的俯视结构示意图。

图3为本发明的齿轮组和红外相机的位置关系图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统，如图1所示，包括电机101、POS系统102、供电设备103、飞行控制系统104、红外相机105、机载激光雷达测量仪106、存储设备107、稳定平台108和飞行平台。POS系统102与飞行控制系统104相连接，飞行控制系统104分别与电机101、红外相机105、机载激光雷达测量仪106相连接，电机101与红外相机105相连接。供电设备103分别与电机101、POS系统102、红外相机105、机载激光雷达测量仪106、存储设备107相连接，红外相机105、机载激光雷达测量仪106分别与存储设备107相连接。机载激光雷达测量仪106与POS系统102相连接，机载激光扫描测量仪106、POS系统102、红外相机105可固定在稳定平台108上。

POS系统102由位置姿态测量装置及数据记录仪组成，数据记录仪用于存储和处理位置姿态测量装置测量的数据。位置姿态测量装置包括航空GPS天线和IMU（惯性测量单元），用于测量整个系统的定位信息和曝光位置。航空GPS天线用于测量整个系统的GPS时间和导航信息，IMU用于测量整个系统的惯性信息。航空GPS天线装载于飞行平台上方，且保证其不受遮挡且稳固，IMU固连在稳定平台108上。航空GPS天线和IMU分别与数字记录仪相连接，数字记录仪另一端与飞行控制系统104相连接。数字记录仪用于初步处理航空GPS天线和IMU测量的组合导航数据，然后通过网线传送至飞行控制系统104。IMU是通过安装的三个轴向的高精度光学陀螺仪和加速度计，对敏感载体的三个轴向的角增量及线加速度进行惯性导航解算，同时与航空GPS天线测量的卫星定位信息进行滤波组合，实时输出惯性信息及组合导航信息。然后，通过数据记录仪将实时接收的惯性信息与组合导航信息发送至飞行控制系统104。一般地，惯性信息与组合导航信息统称为POS数据。

GPS天线是组合导航重要部分，较佳地，GPS天线的选择遵从下述原则：（1）能适应高空动态作业环境，能迅速锁定卫星，一般要求是动态双频GPS接收机；（2）具有标准格式的串口信号输出功能，能实时输出位置信息、速度信息和卫星加速度信息；（3）能输出世界标准UTC时间，完成机载激光雷达测量仪106、IMU和红外相机105三者之间的时间同步；（4）要求具有至少10HZ的数据采样频率；（5）具有秒脉冲（1PPS）输出功能，即输出PPS信号，在设备集成时是完成时间同步的标签。

飞行控制系统104包括电机控制单元、测量仪控制单元和相机控制单元。电机控制单元控制电机101的转动，其可以根据飞行平台上航空GPS天线传输的实时速度信息和红外相机105的像幅大小来计算摆动时间和周期，从而来控制红外相机105的推扫。一般地，电机控制单元以一定的频率，在保证影像重叠度的情况下周期旋转的情况下，带动红外相机105的扫描。测量仪控制单元控制机载激光扫描测量仪106在测区完成扫描单元的开启并在曝光范围内完成扫描，从而控制机载激光雷达测量仪106按照规划航线在曝光范围内进行数据的采集。相机控制单元控制红外相机105以满足一定的重叠度自动曝光。

飞行控制系统104是本发明正常运转的关键，最关键技术难点是时间同步问题。即电机控制单元、测量仪控制单元和相机控制单元协同工作前需要解决时间同步问题，它是飞行控制系统解决的重要技术问题，是数据处理、解算、分析、融合的基准。本发明的各组成部分都具有不同的时间记录装置，这些时间相互独立。数据解算时要求激光发射时的位置、姿态、距离值、角度值是统一时间系统下的测量值。红外相机105曝光时间也应统一在该时间系统下。如果存在时间偏差，或者不能精确地确定这一偏差，就会造成点位误差。

本发明在高精度的POS系统102、红外相机105和机载激光雷达测量仪106集成系统中涉及三种时间同步。第一种，航空GPS天线与INS的时间同步，通过串口提供的“1PPS（Pulse-Per-Second）”来实现；第二种，航空GPS天线与红外相机105的时间同步，主要靠接收机接收红外相机105曝光所产生的脉冲来实现两者的时间同步；第三种，航空GPS天线与机载激光雷达测量仪106的时间同步，主要通过记载激光雷达扫描仪106发送PPS脉冲信号给GPS来实现。

较佳地，本发明的时间系统选用GPS时间系统，解决了时间系统基准问题。因此，要求机载激光扫描测量仪106、位置姿态测量装置和红外相机105三者靠GPS时间实现时间同步。机载激光扫描测量仪106定义其内部时间系统为T0，通过接收航空GPS天线的GPS时间和PPS信号，实现了T0和GPS时间的同步。位置姿态测量装置直接接收GPS时间和PPS信号，将它记录的数据与GPS时间同步。红外相机105的曝光信号由机载激光扫描测量仪106触发，触发之后相机返回曝光信号，该信号由机载激光扫描测量仪106记录在T0时间系统下，由于T0和GPS时间已经同步，故可计算得相机曝光时刻的GPS时间。GPS时间同步实现了航空GPS天线、IMU、红外相机105和机载激光雷达测量仪106四者之间的时间同步。

飞行控制系统104还包括航线设计模块和曝光控制模块。航线设计模块用于根据航拍区域形状、航高、影像、点云重叠度、影像质量和相关规范的要求进行预先的航线设计。曝光控制模块用于控制红外相机105的曝光和机载激光扫描测量仪106的扫描。其中红外相机105的曝光有定点曝光和定时曝光两种模式。

总之，飞行控制系统104是飞行控制的中枢，用于有效组合、协调各系统单元采集满足航空摄影测量规范要求的一定重叠度、一定精度的红外影像和激光雷达点云。

机载激光雷达测量仪106由激光测距单元、扫描单元、控制存储单元三部分组成，是整个系统重要核心的传感器之一。激光测距单元包括红外脉冲激光器。机载激光扫描测量仪106以红外脉冲激光器作为主动探测目标地物的光源，利用红外激光单色性好、能量高、光束窄及方向性强等优势进行测距扫描，通过接收目标对激光信号的反射及散射回波来记录激光束发射到接收的时间差，从而获取激光测量中心到所探测目标地物的角度及距离值，结合POS数据来获取激光脚点的三维坐标。其工作原理是：由脉冲激光器发送连续脉冲信号，经其内部的转子连续旋转形成扫描视场，再经过一定距离范围内的目标反射后被其中光学接收系统收集，记录每个脉冲的收发时间及转子角度从而确定目标的空间方位，形成点云。另外，机载激光雷达测量仪106还可以提供独特的多回波测量数据，即一束激光可测量多个层次目标的距离。机载激光雷达测量仪106广泛用于电力巡线三维数据采集、城市三维信息化建模、地籍测量及监视、水利勘测等各种高效、高精度三维测量领域的应用，且多回波的特点对于林木和植被考察具有重要意义。

机载激光扫描测量仪106具有数据采集速度快、测量数据精度高、外业作业工作量少、数据处理自动化程度高等优点；可以对危险地区安全实行远距离、高精度三维测量；且是目前唯一能测量森林覆盖区域地面高程的可行性技术。

红外相机105固定在飞行平台上，且位于整个系统的航向正前方，机载激光雷达测量仪106位于红外相机105的正后方，且与红外相机105并排，如整个装置的俯视结构示意图图2所示。机载激光雷达测量仪106与红外相机105位于整个系统的下侧，使其配合可同时采集同一区域多角度的地理信息。IMU固定于机载激光雷达测量仪106的正上方，尽量减小标定时偏心角、偏心距带来的误差。POS系统与整个稳定平台108固连，为整个系统提供连续、高精度的位置和姿态信息。

红外相机105后方通过齿轮组与电机101相连接，如图3所示。齿轮组包括驱动齿轮201和从动齿轮202，驱动齿轮201位于从动齿轮202的上方。驱动齿轮201与电机101相连接，从动齿轮202为弧形的，从动齿轮202的弧形与驱动齿轮201的弧形面相啮合，从动齿轮202的另一端与红外相机105固定连接。

电机101带动从动齿轮202转动，来完成红外相机105一定周期的摆动扫描，增大红外相机105的扫描视场角。电机101是为目前国内外红外相机像幅小的缺陷而专门设计，是由飞行控制系统104调节电机101来控制驱动齿轮201的转速和运动周期，从而带动从动齿轮202使红外相机105随之推扫。这样在电机101的带动下增大了红外相机105的扫描视场，有效解决了机载激光雷达测量仪106扫描视场角大而红外相机105扫描视场角小的矛盾，提高了外业作业效率，让小面阵的红外相机105真正应用到航空摄影测量与低空遥感中。飞行控制系统104利用电机101和齿轮组控制红外相机105的扫描视场，为小面阵传感器在航空摄影测量与低空遥感上的应用提供了新思路。

红外相机105可选择波长在3-5um的中红外相机或波长在8-14um的长红外相机。较佳地，长红外相机更适合感知地表物体的温度和热成像。目前，红外相机还没有可量测的工业相机。在实际航摄中，飞行平台时刻震动，带动相机镜头会与机身发生相对抖动，结果往往导致相机参数发生变化，导致拍摄的影像不能使用。进行航空摄影时，相机各部分间的连接应当是牢固的，相机参数应当是固定不变的，保证拍摄的每张影像应当具有相同的主距。

为了避免红外相机105结构上的不稳定造成主距及主点位置的变化，把相机焦距调至无穷远处，然后固定牢固，使之不再发生变化。红外相机105调焦至无穷远的方法是，对着同一物体（距离相机800米左右）拍摄，调整焦距从无穷近拍摄到无穷远，记录每张影像对应的焦距。将影像导出来，在电脑上查看影像，挑出来最清晰的影像对应的焦距，就是我们要寻找的无穷远焦距。将焦距调到无穷远再次拍摄验证无误后，锁定无穷远焦距。对红外相机105的机身和镜头进行加固，使得各部件之间的空隙被压缩形成钢性连接，从而使红外相机105的焦距和标称焦距一致。加固后的红外相机105可以通过“大型室外墙面检校场”或“地对地”检校场检测其参数，最后利用所检定的实际参数对影像进行畸变纠正，使之达到专业量测相机的指标要求。

红外相机105有内触发和外触发两种工作模式，内触发模式下是红外相机105不受飞行控制系统104的触发就可以按预设的曝光参数自行完成拍摄，外触发模式下飞行控制系统104对红外相机105发出触发脉冲，从而完成自动曝光。同时红外相机105要有曝光信号的反馈，反馈信号被POS系统中的数字记录仪存放，然后根据统一的时间基准经后处理，从POS数据中提出每张红外影像的外方位元素。

供电设备103分别与电机101、POS系统102、红外相机105、机载激光雷达测量仪106、存储设备107相连接，分别为它们提供电源。供电设备103为一配电箱，配电箱中设有两块锂电池，锂电池的电压为24V、总容量为100Ah。其中，配电箱为红外相机105、电机101、POS系统102中的航空GPS天线和IMU、飞行控制系统104提供不同电压的直流电。红外相机105和机载激光雷达测量仪106分别与存储设备107相连接。存储设备107用于存储红外相机105和机载激光雷达测量仪106测量的图像和数据。

稳定平台108用于固定电机101、机载激光扫描测量仪106、POS系统102和红外相机105等，使它们的工作环境相对安定，成像清晰。稳定平台108在设计时主要考虑：

（1）在静态环境下，红外相机105、POS系统102中的IMU以及机载激光扫描测量仪106之间的安装位置应保持一定的刚性。在飞行中，由于飞机颤动对仪器的冲击，也应保证红外相机105、IMU以及机载激光扫描测量仪106的安置位置之间保持一定的刚性，并且整套设备得到一定的缓冲，能起到减震，过滤飞机发动机震动的作用。

（2）设备安装后，稳定平台前后左右的质量平衡，在重力作用下，红外相机105的镜头面应该平行于水平面。飞行器升降或拐弯时，稳定平台能结合POS信息自动纠正俯仰角、侧滚角和航偏角，保证影像质量。

合理的安装方案有利于后期数据解算。安装时，一般遵循如下原则：

（1）红外相机105和机载激光扫描测量仪106的镜头高度适当，保证红外相机105和激光的视场角开阔，互不影响。

（2）位置姿态测量装置的轴、机载激光扫描测量仪轴和飞行器前进方向三者尽量相互平行。

飞行平台包括运-5运输机和A2C航空器两种飞行器。运-5运输机具有飞行稳定、爬升性能好、转弯半径小、操作灵活、低空和超低空飞行性能好、运行费用低廉、可以以非常低的速度稳定飞行和长时间续航能力的优点，普遍应用于航空摄影测量。但是，运-5运输机存在外业飞行需临时租用且完全听从航空公司安排不能随意改变飞行架次和时间，，不能随意改变飞行架次和时间，更不方便因系统集成需要而对飞机本身进行改动，给航测和科研带来诸多不便。

A2C航空器为轻小型飞机，其空间紧凑、机动灵活、起降场地条件要求不高、安全性能好，平均航速为80KM/h，适合于小区域低空遥感和科学实验的飞行。但是，其动力有限，难以直接满足航空遥感载荷及稳定平台108的要求。基于多组合模式轻小型航空遥感系统的总体设计方案提出的性能指标要求，结合遥感载荷、POS系统102、红外相机105和稳定平台106的体积、重量、功耗和电器特征，对轻小型A2C航空器进行适应性改造和适航性改造，主要包括:航空器的供电系统、任务舱、飞行仪表、操作系统、机腹遥感窗口、拆除后仓座椅建备仓和滑轨式托架等改造，改造后的航空器在满足轻小型航空遥感系统要求的前提下，符合国家航空局关于飞机改造适航审查的要求。改造后的A2C航空器机动性更强，起降场地条件要求不高，安全性能好，完全适用不同类型轻小型航空遥感系统的飞行要求。

因此，该飞行平台为本发明提高了较好的飞行环境，使其可以高效率完成一定区域多角度的地理信息获取，应用于科学研究和建设、规划、交通、电力、水利、铁路、农林等各行业。

本发明外业生产质量控制作业方案，主要包括主要误差分析和外业飞行控制措施。

主要误差包括：GPS定位误差、GPS/INS组合姿态确定误差、扫描角误差、激光扫描测距误差和系统集成误差。

航空GPS天线是在高速动态状态下获取数据，数据精度很容易受到各种因素的影响，主要包括：卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、卫星星座和观测噪声等。减少GPS定位误差的措施主要放在数据采集上，可以通过在测区建立多个地面基准站，通过数据差分的方法不但可以减弱各种系统误差的影响，还有利于改善大气误差模型。

GPS/INS组合姿态确定误差、扫描角误差和机载激光雷达测量仪106扫描测距误差主要是硬件上的误差，只能通过技术的发展和设备的升级来减少其误差，在实际作业中可以通过降低飞行高度来减弱影响。

系统集成误差主要是指机载激光雷达测量仪106安置误差、航空GPS天线、IMU和红外相机105四者时间同步误差和坐标转换误差。其中，机载激光雷达测量仪106中心不可能在同一点，就造成偏心角和偏心距带来量测误差；POS数据采用线性内插方法得到曝光时刻导航参数同飞机不是匀速飞行的矛盾带来时间同步误差。

外业飞行质量控制须遵守的一般要求：整个航飞过程中，飞机转弯坡度控制在15°以内；不通航线必须采用左转弯和右转弯交替方式；飞机速度要求保持在航摄设计时速；偏离航线不得大于25米；航片角一般不大于6°；航线弯曲度不得大于3%。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机软件来指导硬件来完成。计算机软件可存储于一计算机可读取存储介质中，其在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，可读取存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于：包括电机（101）、POS系统（102）、供电设备（103）、飞行控制系统（104）、红外相机（105）、机载激光雷达测量仪（106）、存储设备（107）、稳定平台（108）和飞行平台；所述POS系统（102）与飞行控制系统（104）相连接，飞行控制系统（104）分别与电机（101）、红外相机（105）、机载激光雷达测量仪（106）相连接，电机（101）与红外相机（105）相连接；所述供电设备（103）分别与电机（101）、POS系统（102）、红外相机（105）、机载激光雷达测量仪（106）、存储设备（107）相连接；所述红外相机（105）、机载激光雷达测量仪（106）分别与存储设备（107）相连接，机载激光雷达测量仪（106）与POS系统（102）相连接；所述机载激光扫描测量仪（106）、POS系统（102）、红外相机（105）固定在稳定平台（108）上。

2.根据权利要求1所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述红外相机（105）通过齿轮组与电机（101）相连接，齿轮组包括驱动齿轮（201）和与其相啮合的弧形从动齿轮（202），驱动齿轮（201）与电机（101）相连接，从动齿轮（202）与红外相机（105）相连接。

3.根据权利要求2所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述红外相机（105）的焦距应调至无穷远，焦距调至无穷远的方法是：红外相机对着距离红外相机800米左右的同一物体拍摄，调整红外相机的焦距从无穷近拍摄到无穷远，记录每张影像对应的焦距；将影像导出，查看影像挑出来最清晰的影像对应的焦距为要寻找的无穷远焦距；将焦距调到无穷远再次拍摄验证无误后，锁定无穷远焦距。

4.根据权利要求1或2所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述红外相机（105）为波长在3-5um的中红外相机或波长在8-14um的长红外相机。

5.根据权利要求1或2所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述POS系统（102）由位置姿态测量装置和数据记录仪组成，位置姿态测量装置与数据记录仪相连接，数字记录仪与飞行控制系统（104）相连接。

6.根据权利要求5所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述位置姿态测量装置包括航空GPS天线和IMU，航空GPS天线和IMU分别与数据记录仪相连接。

7.根据权利要求6所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述飞行控制系统（104）包括电机控制单元、测量仪控制单元和相机控制单元；所述电机控制单元根据实时速度信息和红外相机（105）的像幅大小计算摆动时间和周期从而控制电机（101）的转动；所述测量仪控制单元控制机载激光扫描测量仪（106）在测区完成扫描的开启并在曝光范围内完成扫描，从而控制机载激光雷达测量仪（106）按照规划航线在曝光范围内进行数据的采集；所述相机控制单元控制红外相机（105）自动曝光。

8.根据权利要求7所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述机载激光扫描测量仪（106）、位置姿态测量装置和红外相机（105）三者靠GPS时间实现时间同步。

9.根据权利要求1、2、6、7、8中任意一项所述的低空轻小型红外与激光雷达集成系统，其特征在于，所述飞行平台包括运-5运输机或A2C航空器两种飞行器。