CN116087925A - 正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents
正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116087925A CN116087925A CN202310363634.2A CN202310363634A CN116087925A CN 116087925 A CN116087925 A CN 116087925A CN 202310363634 A CN202310363634 A CN 202310363634A CN 116087925 A CN116087925 A CN 116087925A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- marker
- initial
- data
- point cloud
- error angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A90/00—Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
- Y02A90/10—Information and communication technologies [ICT] supporting adaptation to climate change, e.g. for weather forecasting or climate simulation
Abstract
本发明公开了一种正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质，属于激光雷达技术领域。本发明通过对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；根据所述原始数据得到初始正交误差角；将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，通过标志物距离准确地对正交误差角进行修正，进一步提高系统的测量精度。
Description
技术领域
本发明涉及激光雷达技术领域，尤其涉及一种正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
近年来，随着遥感测绘技术的发展，机载激光雷达测量系统有了进一步发展。在进行激光雷达测量时，影响测量因素有测距误差、测角误差和光轴与旋转轴正交误差，其中，光轴与旋转轴的正交误差难以直观测量，如测量值不准确会随着测量距离的增加引起系统误差的增加。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术光轴与旋转轴之间的正交误差修正不够准确的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种正交误差角修正方法，所述方法包括以下步骤:
对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；
根据所述原始数据得到初始正交误差角；
将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；
基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；
根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
可选地，所述基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离，包括：
基于所述初始三维点云数据得到往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物；
基于所述初始三维点云数据得到返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物；
计算所述第一标志物与所述第四标志物之间的距离、所述第二标志物与所述第五标志物之间的距离以及所述第三标志物与所述第六标志物之间的距离，得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离；
将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离。
可选地，所述根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，包括：
设置校正误差值；
通过校正误差值对所述初始正交误差角调节修正，得到修正角数据；
获取所述修正角数据中所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离均相等时的修正角，作为目标正交误差角。
可选地，所述原始数据包括原始雷达数据和原始组合导航数据；
所述将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据，包括：
根据所述原始雷达数据得到正交角、扫描角以及激光雷达测距值；
根据所述初始正交误差角、所述正交角、所述扫描角以及所述激光雷达测距值计算直角坐标系下的点云坐标数据；
根据所述原始组合导航数据得到初始安置误差旋转矩阵、导航系转地理系转换矩阵、高斯三度带投影下的位置坐标数据；
根据所述初始安置误差旋转矩阵、所述导航系转地理系转换矩阵、所述高斯三度带投影下的位置坐标数据以及所述直角坐标系下的点云坐标数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
可选地，所述将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据之后，还包括：
对所述地理坐标系下的初始三维点云数据按航带裁剪，得到对飞航线点云数据；
根据所述对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数；
将所述对飞航线点云数据导入至预设校正软件，通过所述预设校正软件查询所述对飞航线点云数据的剖面；
根据所述预设校正软件的校正功能对所述初始横滚误差参数进行调节修正；
获取在所述对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的横滚误差参数，作为目标横滚误差参数；
基于所述目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵；
根据所述目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据。
可选地，所述预设对飞航线航高包括第一航高和第二航高，其中，所述第一航高小于所述第二航高；
所述对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据，包括：
通过所述第一航高进行数据采集，得到第一原始数据；
通过所述第二航高进行数据采集，得到第二原始数据；
将所述第一原始数据和所述第二原始数据作为原始数据。
可选地，所述根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，包括：
根据所述第一航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第一正交误差角；
根据所述第二航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第二正交误差角；
通过所述第一正交误差角以及所述第二正交误差角计算目标正交误差角。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种正交误差角修正装置，所述正交误差角修正装置包括：
采集模块，用于对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；
获取模块，用于根据所述原始数据得到初始正交误差角；
转换模块，用于将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；
所述获取模块，还用于基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；
修正模块，用于根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种正交误差角修正设备，所述正交误差角修正设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序配置为实现如上文所述的正交误差角修正方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序被处理器执行时实现如上文所述的正交误差角修正方法的步骤。
本发明对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；根据所述原始数据得到初始正交误差角；将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，通过标志物距离准确地对正交误差角进行修正，进一步提高系统的测量精度。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的正交误差角修正设备的结构示意图；
图2为本发明正交误差角修正方法第一实施例的流程示意图；
图3为本发明正交误差角修正方法一实施例中对飞航线设计示意图；
图4为本发明正交误差角修正方法一实施例中光轴与旋转轴示意图；
图5为本发明正交误差角修正方法一实施例中光轴与旋转轴之间无正交误差时的切面示意图；
图6为本发明正交误差角修正方法一实施例中光轴与旋转轴之间有正交误差时的切面示意图；
图7为本发明正交误差角修正方法第二实施例的流程示意图；
图8为本发明正交误差角修正方法第三实施例的流程示意图；
图9为本发明正交误差角修正方法一实施例中有正交误差情况下相同标志物在点云上的往返位置误差示意图；
图10为本发明正交误差角修正方法一实施例中无正交误差时相同标志物在点云上的往返位置误差示意图；
图11为本发明正交误差角修正方法第四实施例的流程示意图；
图12为为本发明正交误差角修正方法一实施例中坐标系示意图；
图13为本发明正交误差角修正方法第五实施例的流程示意图；
图14为本发明正交误差角修正装置第一实施例的结构框图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的正交误差角修正设备结构示意图。
如图1所示，该正交误差角修正设备可以包括：处理器1001，例如中央处理器（Central Processing Unit，CPU），通信总线1002、用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏（Display）、输入单元比如键盘（Keyboard），可选用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口（如无线保真（Wireless-Fidelity，Wi-Fi）接口）。存储器1005可以是高速的随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM），也可以是稳定的非易失性存储器（Non-Volatile Memory，NVM），例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储装置。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的结构并不构成对正交误差角修正设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及正交误差角修正程序。
在图1所示的正交误差角修正设备中，网络接口1004主要用于与网络服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于与用户进行数据交互；本发明正交误差角修正设备中的处理器1001、存储器1005可以设置在正交误差角修正设备中，所述正交误差角修正设备通过处理器1001调用存储器1005中存储的正交误差角修正程序，并执行本发明实施例提供的正交误差角修正方法。
本发明实施例提供了一种正交误差角修正方法，参照图2，图2为本发明正交误差角修正方法第一实施例的流程示意图。
本实施例中，所述正交误差角修正方法包括以下步骤：
步骤S10：对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据。
需要说明的是，本实施例的执行主体可为对正交误差角进行修正的设备，还可为其他可实现相同或相似功能的设备，本实施例对此不作限制，本实施例以对正交误差角进行修正的设备为例进行说明。
可以理解的是，在进行正交误差角修正前，可提前规划对飞航线，为了保证正交误差角修正的精确性，可规划两条不同航高的对飞航线，即预设对飞航线航高包括第一航高和第二航高，其中，所述第一航高小于所述第二航高；例如，第一航高为150m，第二航高为300m，或第一航高为200m，第二航高为400m，本实施例对此不加以限定，本实施例以第一航高为150m，第二航高为300m为例进行说明。如图3所示，图3为对飞航线设计示意图，往返对飞航线还规划有标定物A、B、C，其中，标志B需在对飞航线正下方，A、C两标志物在标志物B两侧，位于航线两侧。使用机载激光雷达按规划的对飞航线以第一航高和第二航高进行数据采集，得到采集的原始数据。
可选地，由于航高包括第一航高150m和第二航高300m，则原始数据包括第一航高对应的数据和第二航高对应的数据。对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据的步骤具体包括：通过所述第一航高进行数据采集，得到第一原始数据；通过所述第二航高进行数据采集，得到第二原始数据；将所述第一原始数据和所述第二原始数据作为原始数据。
原始数据包括第一原始数据和第二原始数据，第一原始数据为对第一航高进行数据采集的数据，第二原始数据为对第二航高进行数据采集的数据。
在具体实施中，原始数据包括有原始雷达数据和原始组合导航数据，则第一原始数据包括在第一航高下采集的原始雷达数据和原始组合导航数据，第二原始数据包括在第二航高下采集的原始雷达数据和原始组合导航数据。
步骤S20：根据所述原始数据得到初始正交误差角。
需要说明的是，原始数据中的原始雷达数据包括正交角、扫描角、激光雷达侧聚酯以及初始正交误差角，初始正交误差角为0，默认没有正交误差。
步骤S30：将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
可以理解的是，当得到原始数据后，通过对原始数据进行坐标转换，从而得到地理坐标系下的初始三维点云数据，通过对原始数据中的原始雷达数据转换为直角坐标系下的点云坐标数据，并在得到直角坐标系下的点云坐标数据后，结合原始组合导航数据，通过坐标转换得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
步骤S40：基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离。
在具体实施中，由于对正交误差角进行修正时，会在对飞航线上确定标定场地，标定场地需包含A、B、C三个标志建筑物，得到初始三维点云数据后，可在初始三维点云数据中获取往返航线上的标志物距离。
标志物距离指的是往航线上的标志物与返航线上的标志物之间的距离，例如往航线上的标志物位置为A和B，返航线上相同标志物位置为A1和B1，则标志物距离包括A-A1和B-B1。
步骤S50：根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
需要说明的是，当得到标志物距离时，可根据标志物距离对初始正交误差角进行修正，如图4所示，图4为光轴与旋转轴示意图，主要包含扫描镜、旋转轴、光轴以及正交夹角，理想情况下扫描镜与旋转轴成45°夹角，旋转轴与光轴垂直，如图5所示，图5为光轴与旋转轴之间无正交误差时的切面示意图，在没有正交误差且无安置误差的情况下，往返航线中标志物的距离相同，往返无误差，同一垂线上的标志物A、B、C应处于同一扫描线上。如图6所示，图6为光轴与旋转轴之间有正交误差时的切面示意图，当旋转轴和光轴存在正交误差，且安置误差为零时，扫描平面与地面的切面为曲线，同垂线上的标志物往返会存在位置差，且离航线水平距离越远距离越大。
因此可根据标志物距离对初始正交误差角进行设置，完成正交误差角的修正。
本实施例通过对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；根据所述原始数据得到初始正交误差角；将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，通过标志物距离准确地对正交误差角进行修正，进一步提高系统的测量精度。
参考图7，图7为本发明正交误差角修正方法第二实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例正交误差角修正方法所述步骤S40，具体包括：
步骤S401：基于所述初始三维点云数据得到往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物。
需要说明的是，初始三维点云数据中有往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物，可通过对初始三维点云数据进行分析，从而确定第一标志物、第二标志物以及第三标志物的位置，即A、B、C。
步骤S402：基于所述初始三维点云数据得到返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物。
初始三维点云数据中还包括返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物，通过对初始三维点云数据进行分析，从而确定第四标志物、第五标志物以及第六标志物的位置，即A1、B1、C1，第一标志物和第四标志物相对应，第二标志物和第五标志物相对应，第三标志物和第六标志物相对应。
步骤S403：计算所述第一标志物与所述第四标志物之间的距离、所述第二标志物与所述第五标志物之间的距离以及所述第三标志物与所述第六标志物之间的距离，得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离。
在具体实施中，可通过计算第一标志物与第四标志物之间的距离，即第一标志物距离，第一标志物距离=A-A1，计算第二标志物与第四标志物之间的距离，即第二标志物距离，第二标志物距离=B-B1，计算第三标志物与第六标志物之间的距离，即第三标志物距离，第三标志物距离=C-C1。
步骤S404：将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离。
通过计算得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离后，将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离。
本实施例基于所述初始三维点云数据得到往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物；基于所述初始三维点云数据得到返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物；计算所述第一标志物与所述第四标志物之间的距离、所述第二标志物与所述第五标志物之间的距离以及所述第三标志物与所述第六标志物之间的距离，得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离；将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离，通过在对飞航线上设置标志物，从而采集数据得到初始点云数据，并对初始点云数据进行分析，从而可确定往返航线上标志物的位置，从而计算各标志物之间的距离，以此作为修正正交误差角的条件，提高正交误差角修正的准确性。
参考图8，图8为本发明正交误差角修正方法第三实施例的流程示意图。
基于上述第一和第二实施例，本实施例正交误差角修正方法所述步骤S50，具体包括：
步骤S501：设置校正误差值。
应理解的是，由于初始正交误差角为0，而在进行记载激光雷达测量时，必然存在正交误差，因此需要对正交误差进行修正，可以0度为初始值，在±3度范围内进行给定校正误差值，例如校正误差值为2度、3度、-3度等。
步骤S502：通过校正误差值对所述初始正交误差角调节修正，得到修正角数据。
通过给定的校正误差值对初始正交误差角进行调节修正，即将初始正交误差角赋予不同的值，例如2度，3度、-3度等，从而得到一系列的修正角数据。
步骤S503：获取所述修正角数据中所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离均相等时的修正角，作为目标正交误差角。
在具体实施中，由于在没有正交误差时，同一垂线上的标志物A、B、C应处于同一扫描线上，并且往返不存在位置差，因此可获取修正角数据中各修正角下的第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离，当A-A1≈B-B1≈C-C1时，此时的修正角为目标正交误差角。例如修正角为3度时，第一标志物距离与第二标志物距离和第三标志物距离相对，则3度为目标正交误差角。若2度、3度以及-3度下的标志物距离均不相等，则再对2度、3度以及-3度在±3度范围内进行给定新的校正误差值，直到有对应的修正角下的标志物距离均相等，将此修正角作为目标正交误差角。
如图9所示，图9为有正交误差情况下相同标志物在点云上的往返位置误差示意图，当有正交误差时，第一标志物距离（A-A1）与第二标志物距离（B-B1）不相等，第二和标志物距离（B-B1）与第三标志物距离（C-C1）之间互不相等。如图10所示，图10为无正交误差时相同标志物在点云上的往返位置误差示意图，当无正交误差时，第一标志物距离（A-A1）与第二标志物距离（B-B1）以及第三标志物距离（C-C1）均相等。
可选地，为了避免一个航高下采集数据存在误差，通过设置两个不同的航高进行数据采集，从而得到第一原始数据和第二原始数据，从而可得到第一航高下通过第一原始数据得到的标志物距离，最终得到第一航高下的第一正交误差角c1，并得到第二航高下通过第二原始数据得到的标志物距离，最终得到第二航高下的第二正交误差角c2。从而计算目标正交误差角c3=（c1+c2）/2。提高测量得到目标正交误差角的正确性。
可选地，得到目标正交误差角可由如下步骤实现：根据所述第一航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第一正交误差角；根据所述第二航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第二正交误差角；通过所述第一正交误差角以及所述第二正交误差角计算目标正交误差角。
第一正交误差角为第一航高下修正测量得到的，第二正交误差角为第二航高下修正测量得到的，通过设置不同的航高，从而进行不同航高下的数据采集，并根据采集的数据得到不同航高下的点云数据，从而根据点云数据得到不同航高下标志物距离，并设置校正误差值，从而计算得到不同航高下的正交误差角，最终对两个航高下的正交误差角进行计算得到目标正交误差角。
本实施例通过设置校正误差值；通过校正误差值对所述初始正交误差角调节修正，得到修正角数据；获取所述修正角数据中所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离均相等时的修正角，作为目标正交误差角，通过将标志物距离相等下的修正角作为目标正交误差角，提高正交误差角测量的准确性，相较于现有技术中通过外参对正交误差角进行补偿的不适用性，本方案可适用不同航高下的正交误差角的测量，提高测量的准确性。
参考图11，图11为本发明正交误差角修正方法第四实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，所述原始数据包括原始雷达数据和原始组合导航数据。本实施例正交误差角修正方法所述步骤S30，具体包括：
步骤S301：根据所述原始雷达数据得到正交角、扫描角以及激光雷达测距值。
需要说明的是，原始雷达数据中有正交角、扫描角、激光雷达测距值以及初始正交误差角，正交角默认为90度。在进行正交误差角修正前，需对激光雷达的扫描坐标系进行建模，从而根据建立的模型融合雷达的位姿数据得到地理坐标系下的三维点云数据，如图12所示，图12为坐标系示意图，雷达坐标系遵循右手坐标系定则，Z朝左，X向上，Y向里，f为正交角，默认为90度，e为扫描角，D为激光雷达测距值，初始正交误差角c为0。
步骤S302：根据所述初始正交误差角、所述正交角、所述扫描角以及所述激光雷达测距值计算直角坐标系下的点云坐标数据。
需要说明的是，当得到初始正交误差角c、正交角f、扫描角e以及激光雷达测距值D后，可根据上述参数计算直角坐标系下的点云坐标数据，计算如下式1：
X L=D*cos（90+c）cos（e）
Y L=D*cos（90+c）sin（e）
Z L=D*sin（90+c）
（式1）
式1中，（
X L、
Y L，
Z L）为直角坐标系的点云坐标数据，D为激光雷达测距值，c为初始正交误差角，初始正交误差角为0度，f为正交角，默认为90度，e为扫描角。
步骤S303：根据所述原始组合导航数据得到初始安置误差旋转矩阵、导航系转地理系转换矩阵、高斯三度带投影下的位置坐标数据。
需要说明的是，原始组合导航数据包括初始安置误差旋转矩阵
R 1、导航系地理系转换矩阵
R 2、高斯三度带投影下的位置坐标数据（
X g，
Y g，
Z g），初始安置误差旋转矩阵
R 1设置为0。
步骤S304：根据所述初始安置误差旋转矩阵、所述导航系转地理系转换矩阵、所述高斯三度带投影下的位置坐标数据以及所述直角坐标系下的点云坐标数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
在具体实施中，进行坐标转换的步骤如下式2：
（式2）
式2中，（
X d，
Y d，
Z d）为地理坐标系下的初始三维点云数据，（
X L，
Y L，
Z L）为直角坐标系的点云坐标数据，（
Xg，
Yg，
Zg）为高斯三度带投影下的位置坐标数据，
R 1为初始安置误差旋转矩阵，
R 1=0，
R 2为导航系地理系转换矩阵，通过上式2可计算得到地理坐标系下的初始三维点云数据，初始三维点云数据中的初始安置误差旋转矩阵以及初始正交误差角设置为0度，即默认没有误差。
通过对原始数据进行分析，将组合导航原始数据导入到KPOS软件算出POS文件，将POS文件雷达原始数据导入到自研Kmeta软件，并输入正交误差角c、安置误差矩阵
R 1，按c、
R 1初值均给0解算出基于地理坐标系下的三维点云数据。
本实施例根据所述初始正交误差角、所述正交角、所述扫描角以及所述激光雷达测距值计算直角坐标系下的点云坐标数据；根据所述原始组合导航数据得到初始安置误差旋转矩阵、导航系转地理系转换矩阵、高斯三度带投影下的位置坐标数据；根据所述初始安置误差旋转矩阵、所述导航系转地理系转换矩阵、所述高斯三度带投影下的位置坐标数据以及所述直角坐标系下的点云坐标数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据，从而快速计算得到初始三维点云数据。
参考图13，图13为本发明正交误差角修正方法第五实施例的流程示意图。
基于上述第一实施例，本实施例正交误差角修正方法在所述步骤S30之后，还包括：
步骤S31：对所述地理坐标系下的初始三维点云数据按航带裁剪，得到对飞航线点云数据。
需要说明的是，当得到初始三维点云数据后，可按航带对初始三维点云数据进行裁剪，得到对飞航线点云数据。
步骤S32：根据所述对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数。
可通过对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数，初始横滚误差参数属于初始安置误差矩阵中，初始安置误差矩阵为0。
步骤S33：将所述对飞航线点云数据导入至预设校正软件，通过所述预设校正软件查询所述对飞航线点云数据的剖面。
在具体实施中，横滚误差参数会存在误差，因此需要对横滚误差参数进行校正，从而对初始安置误差矩阵进行校正，并根据矫正后的安置误差矩阵重新计算点云数据。因此可将对飞航线点云数据导入至预设校正软件，预设校正软件为自主研发的Kmeta软件，可通过Kmeta软件对横滚误差参数进行校正，还可为其他校正软件，本实施例对此不作限制。
可通过预设校正软件查询对飞航线点云数据的剖面，通过将对飞航线点云数据导入到Kmeta软件，垂直于飞行轨迹按剖面进行查看，从而可使用Kmeta软件的检校功能进行修正。
步骤S34：根据所述预设校正软件的校正功能对所述初始横滚误差参数进行调节修正。
在具体实施中，可通过Kmeta件的校正功能对初始横滚误差参数进行调节修正，例如设置校正值，通过校正值对初始横滚误差参数进行调节，并检测调节的初始横滚误差参数下对应的剖面是否存在航带交叉。
步骤S35：获取在所述对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的横滚误差参数，作为目标横滚误差参数。
在具体实施中，当剖面无交叉时，可获取在对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的校正值，并根据此校正值对初始横滚误差参数进行校正，得到目标横滚误差参数。
步骤S36：基于所述目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵。
在具体实施中，当得到目标横滚误差参数后，可基于目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵。
步骤S37：根据所述目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据。
应理解的是，由于初始三维点云数据与直角坐标系的点云坐标数据，高斯三度带投影下的位置坐标数据，初始安置误差旋转矩阵以及导航系地理系转换矩阵相关，因此在对初始安置误差旋转矩阵校正得到目标安置误差旋转矩阵后，可通过目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据，提高初始三维点云数据的准确性。
本实施例通过对所述地理坐标系下的初始三维点云数据按航带裁剪，得到对飞航线点云数据；根据所述对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数；将所述对飞航线点云数据导入至预设校正软件，通过所述预设校正软件查询所述对飞航线点云数据的剖面；根据所述预设校正软件的校正功能对所述初始横滚误差参数进行调节修正；获取在所述对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的横滚误差参数，作为目标横滚误差参数；基于所述目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵；根据所述目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据，通过对横滚误差参数进行校正，从而提高计算的初始三维点云数据的准确性。
参照图14，图14为本发明正交误差角修正装置第一实施例的结构框图。
如图14所示，本发明实施例提出的正交误差角修正装置包括：
采集模块10，用于对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据。
获取模块20，用于根据所述原始数据得到初始正交误差角。
转换模块30，用于将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
所述获取模块20，还用于基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离。
修正模块40，用于根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
本实施例对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；根据所述原始数据得到初始正交误差角；将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，通过标志物距离准确地对正交误差角进行修正，进一步提高系统的测量精度。
在一实施例中，所述获取模块20，还用于基于所述初始三维点云数据得到往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物；基于所述初始三维点云数据得到返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物；计算所述第一标志物与所述第四标志物之间的距离、所述第二标志物与所述第五标志物之间的距离以及所述第三标志物与所述第六标志物之间的距离，得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离；将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离。
在一实施例中，所述修正模块40，还用于设置校正误差值；通过校正误差值对所述初始正交误差角调节修正，得到修正角数据；获取所述修正角数据中所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离均相等时的修正角，作为目标正交误差角。
在一实施例中，所述原始数据包括原始雷达数据和原始组合导航数据，所述转换模块30，还用于根据所述原始雷达数据得到正交角、扫描角以及激光雷达测距值；根据所述初始正交误差角、所述正交角、所述扫描角以及所述激光雷达测距值计算直角坐标系下的点云坐标数据；根据所述原始组合导航数据得到初始安置误差旋转矩阵、导航系转地理系转换矩阵、高斯三度带投影下的位置坐标数据；根据所述初始安置误差旋转矩阵、所述导航系转地理系转换矩阵、所述高斯三度带投影下的位置坐标数据以及所述直角坐标系下的点云坐标数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
在一实施例中，所述转换模块30，还用于对所述地理坐标系下的初始三维点云数据按航带裁剪，得到对飞航线点云数据；根据所述对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数；将所述对飞航线点云数据导入至预设校正软件，通过所述预设校正软件查询所述对飞航线点云数据的剖面；根据所述预设校正软件的校正功能对所述初始横滚误差参数进行调节修正；获取在所述对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的横滚误差参数，作为目标横滚误差参数；基于所述目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵；根据所述目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据。
在一实施例中，所述预设对飞航线航高包括第一航高和第二航高，其中，所述第一航高小于所述第二航高；所述采集模块10，还用于通过所述第一航高进行数据采集，得到第一原始数据；通过所述第二航高进行数据采集，得到第二原始数据；将所述第一原始数据和所述第二原始数据作为原始数据。
在一实施例中，所述采集模块，还用于根据所述第一航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第一正交误差角；根据所述第二航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第二正交误差角；通过所述第一正交误差角以及所述第二正交误差角计算目标正交误差角。
此外，为实现上述目的，本发明还提出一种正交误差角修正设备，所述正交误差角修正设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序配置为实现如上文所述的正交误差角修正方法的步骤。
由于本正交误差角修正设备采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
此外，本发明实施例还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序被处理器执行时实现如上文所述的正交误差角修正方法的步骤。
由于本存储介质采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
应当理解的是，以上仅为举例说明，对本发明的技术方案并不构成任何限定，在具体应用中，本领域的技术人员可以根据需要进行设置，本发明对此不做限制。
需要说明的是，以上所描述的工作流程仅仅是示意性的，并不对本发明的保护范围构成限定，在实际应用中，本领域的技术人员可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部来实现本实施例方案的目的，此处不做限制。
另外，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明任意实施例所提供的正交误差角修正方法，此处不再赘述。
此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质（如只读存储器（Read Only Memory，ROM）/RAM、磁碟、光盘）中，包括若干指令用以使得一台终端设备（可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种正交误差角修正方法，其特征在于，所述正交误差角修正方法包括：
对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；
根据所述原始数据得到初始正交误差角；
将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；
基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；
根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
2.如权利要求1所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离，包括：
基于所述初始三维点云数据得到往航线上的第一标志物、第二标志物以及第三标志物；
基于所述初始三维点云数据得到返航线上的第四标志物、第五标志物以及第六标志物；
计算所述第一标志物与所述第四标志物之间的距离、所述第二标志物与所述第五标志物之间的距离以及所述第三标志物与所述第六标志物之间的距离，得到第一标志物距离、第二标志物距离以及第三标志物距离；
将所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离作为往返航线上的标志物距离。
3.如权利要求2所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，包括：
设置校正误差值；
通过校正误差值对所述初始正交误差角调节修正，得到修正角数据；
获取所述修正角数据中所述第一标志物距离、所述第二标志物距离以及所述第三标志物距离均相等时的修正角，作为目标正交误差角。
4.如权利要求1所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述原始数据包括原始雷达数据和原始组合导航数据；
所述将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据，包括：
根据所述原始雷达数据得到正交角、扫描角以及激光雷达测距值；
根据所述初始正交误差角、所述正交角、所述扫描角以及所述激光雷达测距值计算直角坐标系下的点云坐标数据；
根据所述原始组合导航数据得到初始安置误差旋转矩阵、导航系转地理系转换矩阵、高斯三度带投影下的位置坐标数据；
根据所述初始安置误差旋转矩阵、所述导航系转地理系转换矩阵、所述高斯三度带投影下的位置坐标数据以及所述直角坐标系下的点云坐标数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据。
5.如权利要求4所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据之后，还包括：
对所述地理坐标系下的初始三维点云数据按航带裁剪，得到对飞航线点云数据；
根据所述对飞航线点云数据得到初始安置误差矩阵中的初始横滚误差参数；
将所述对飞航线点云数据导入至预设校正软件，通过所述预设校正软件查询所述对飞航线点云数据的剖面；
根据所述预设校正软件的校正功能对所述初始横滚误差参数进行调节修正；
获取在所述对飞航线点云数据的剖面的航带无交叉时对应的横滚误差参数，作为目标横滚误差参数；
基于所述目标横滚误差参数得到目标安置误差旋转矩阵；
根据所述目标安置误差旋转矩阵重新计算地理坐标系下的初始三维点云数据。
6.如权利要求1所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述预设对飞航线航高包括第一航高和第二航高，其中，所述第一航高小于所述第二航高；
所述对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据，包括：
通过所述第一航高进行数据采集，得到第一原始数据；
通过所述第二航高进行数据采集，得到第二原始数据；
将所述第一原始数据和所述第二原始数据作为原始数据。
7.如权利要求6所述的正交误差角修正方法，其特征在于，所述根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，包括：
根据所述第一航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第一正交误差角；
根据所述第二航高下的标志物距离对所述初始正交误差角进行修正，得到第二正交误差角；
通过所述第一正交误差角以及所述第二正交误差角计算目标正交误差角。
8.一种正交误差角修正装置，其特征在于，所述正交误差角修正装置包括：
采集模块，用于对预设对飞航线航高进行数据采集，得到原始数据；
获取模块，用于根据所述原始数据得到初始正交误差角；
转换模块，用于将所述原始数据进行坐标转换，得到地理坐标系下的初始三维点云数据；
所述获取模块，还用于基于所述初始三维点云数据获取往返航线上的标志物距离；
修正模块，用于根据所述标志物距离对所述初始正交误差角进行修正。
9.一种正交误差角修正设备，其特征在于，所述正交误差角修正设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的正交误差角修正方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有正交误差角修正程序，所述正交误差角修正程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的正交误差角修正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310363634.2A CN116087925B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310363634.2A CN116087925B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116087925A true CN116087925A (zh) | 2023-05-09 |
| CN116087925B CN116087925B (zh) | 2023-06-20 |
Family
ID=86202936
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310363634.2A Active CN116087925B (zh) | 2023-04-07 | 2023-04-07 | 正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116087925B (zh) |
Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107179533A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-09-19 | 长安大学 | 一种多参数机载LiDAR系统误差自动检校方法 |
| CN107621628A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-23 | 河南省科学院地理研究所 | 一种安置角误差检校方法 |
| CN109631836A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 山东省国土测绘院 | 一种云底高度快速测量方法 |
| CN110108984A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-09 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 电力巡线激光雷达系统多传感器的空间关系同步方法 |
| CN110308436A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 深圳天眼激光科技有限公司 | 一种多线激光扫描仪的激光光轴标校方法及系统 |
| CN111366913A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-03 | 上海卫星工程研究所 | 星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法 |
| US20210173055A1 (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-10 | Nio Usa, Inc. | Real-time online calibration of coherent doppler lidar systems on vehicles |
| CN114755661A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-15 | 武汉大学 | 一种移动激光扫描系统参数标定方法及标定装置 |
| CN114859326A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-05 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 无人机载雷达安置误差的几何校正方法及装置 |
| CN114966632A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 智道网联科技(北京)有限公司 | 激光雷达标定方法、装置及电子设备、存储介质 |
| CN115752448A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-07 | 武汉际上导航科技有限公司 | 结合点云匹配和传感器数据的激光点云航带平差方法 |
-
2023
- 2023-04-07 CN CN202310363634.2A patent/CN116087925B/zh active Active
Patent Citations (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107179533A (zh) * | 2017-05-03 | 2017-09-19 | 长安大学 | 一种多参数机载LiDAR系统误差自动检校方法 |
| CN107621628A (zh) * | 2017-07-25 | 2018-01-23 | 河南省科学院地理研究所 | 一种安置角误差检校方法 |
| CN110308436A (zh) * | 2018-03-27 | 2019-10-08 | 深圳天眼激光科技有限公司 | 一种多线激光扫描仪的激光光轴标校方法及系统 |
| CN109631836A (zh) * | 2019-01-15 | 2019-04-16 | 山东省国土测绘院 | 一种云底高度快速测量方法 |
| CN110108984A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-08-09 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司检修试验中心 | 电力巡线激光雷达系统多传感器的空间关系同步方法 |
| US20210173055A1 (en) * | 2019-12-09 | 2021-06-10 | Nio Usa, Inc. | Real-time online calibration of coherent doppler lidar systems on vehicles |
| CN111366913A (zh) * | 2020-03-24 | 2020-07-03 | 上海卫星工程研究所 | 星载激光雷达光轴指向测量误差的标定方法 |
| CN114755661A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-07-15 | 武汉大学 | 一种移动激光扫描系统参数标定方法及标定装置 |
| CN114859326A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-08-05 | 中国科学院空天信息创新研究院 | 无人机载雷达安置误差的几何校正方法及装置 |
| CN114966632A (zh) * | 2022-05-27 | 2022-08-30 | 智道网联科技(北京)有限公司 | 激光雷达标定方法、装置及电子设备、存储介质 |
| CN115752448A (zh) * | 2022-11-03 | 2023-03-07 | 武汉际上导航科技有限公司 | 结合点云匹配和传感器数据的激光点云航带平差方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 朱会平: "机载激光雷达测量系统检校与精度评价", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库基础科学辑(月刊)》, no. 9, pages 008 - 51 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116087925B (zh) | 2023-06-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20220309204A1 (en) | System and Method for Generating Computerized Floor Plans | |
| Kager | Discrepancies between overlapping laser scanner strips–simultaneous fitting of aerial laser scanner strips | |
| EP2990828A1 (en) | Point cloud position data processing device, point cloud position data processing system, point cloud position data processing method, and program therefor | |
| CN110793508B (zh) | 三维控制网中控制点的观测数据处理方法与装置 | |
| US7359038B1 (en) | Passive determination of ground target location | |
| CN111913169B (zh) | 激光雷达内参、点云数据的修正方法、设备及存储介质 | |
| CN110849363B (zh) | 激光雷达与组合惯导的位姿标定方法、系统及介质 | |
| CN107179533A (zh) | 一种多参数机载LiDAR系统误差自动检校方法 | |
| CN110501712A (zh) | 用于确定位置姿态数据的方法、装置、设备和介质 | |
| US20190186913A1 (en) | Method for verifying accuracy of rtk tilt compensation measurement | |
| CN116087925B (zh) | 正交误差角修正方法、装置、设备及存储介质 | |
| Dickson | Control surveys: Why things are the way they are and not the way you think they should be | |
| Brent et al. | Examining the practicality and accuracy of unmanned aerial system topographic mapping (drones) compared to traditional topographic mapping | |
| CN105353359B (zh) | 异步组网雷达系统误差校正方法 | |
| CN111488419B (zh) | 室内机器人地图的创建方法、装置、电子设备和存储介质 | |
| KR100571122B1 (ko) | 항공레이저측량시스템 보정을 위한 조정인자 산출방법 | |
| CN113126058A (zh) | 存储器、用于机载激光雷达系统的控制方法及装置 | |
| Manzano | New Longitudinal Error Balancing Approaches for Closed Traverses | |
| Chen et al. | High accuracy calibration for vehicle-based laser scanning and urban panoramic imaging and surveying system | |
| CN117804448B (zh) | 一种自主系统定位方法、装置、计算机设备及存储介质 | |
| CN112765303B (zh) | 一种道路坐标配准方法及装置 | |
| CN117451011B (zh) | 一种基于蒙特卡罗检验的摄影测量像控点质量评价方法 | |
| CN111612892B (zh) | 一种点云的坐标构造方法 | |
| CN112859138B (zh) | 一种姿态测量方法、装置及电子设备 | |
| CN115561704B (zh) | 高精度地图增强封闭空间稀疏uwb基站网定位方法及系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |