基于平面约束模型的机载激光测深雷达安置误差标定技术研究
发布时间：2022-01-17 19:43
定位精度是机载激光测深雷达系统的关键性能指标之一。计算分析表明,安置误差是决定机载激光测深雷达系统定位精度的主要因素,因此建立可靠的安置误差标定模型、设计对应的安置误差标定方案,对于提高机载激光测深雷达系统的定位精度十分必要。本文以国产机载激光测深雷达系统为研究对象,在调研国内外机载激光雷达系统安置误差标定方法的基础上,结合国产机载激光测深雷达系统的特点,采用基于平面约束模型的安置误差平差解算模型。主要研究内容包括:（1）机载激光测深雷达对地几何定位模型推导。分析了国产机载激光测深系统的构成,定义了各传感器坐标系,针对系统特有卵形扫描结构推导了扫描仪测距定位公式,基于各传感器空间转换关系推导了激光脚点在WGS84坐标系下的对地几何定位模型。（2）机载激光测深雷达系统误差源理论分析与定性定量计算。研究了系统主要误差源,定量分析了扫描仪测距、测角误差,集成安置角误差,IMU测姿误差,定位误差对激光脚点定位精度的影响,着重研究了安置角误差对点、线、面特征地物的影响规律,为安置误差标定方案提供理论基础。（3）采用基于平面约束模型的安置误差标定算法。从机载点云和地面高精度测绘数据中提取不同朝向的...
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２机载双频雷达结构简图与扫描轨迹示意图??Ｆｉ．２．２?Ａｉｒｂｏｒｎｅ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｕｅｎｃｌｉｄａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｃａｎｎｉｎｔｒａｅｃｔｏｒｄｉａｒａｍ??
角度４５°。反射镜的法线与驱动器转轴之间的角度为７．５°，随着反射镜的转动，??激光光束在垂直于飞行方向偏摆±】５°，平行于飞行方向偏摆±７．５°，转动一圈形??成卵形轨迹，光束的轨迹如图２．２?（ｂ）所示。??码盘？＾反射镜?柳??驱动电机＾＞?＾?＾??Ｓ?／｝?Ｉｔｈ??７－５＃?＇?／１?＇??／］?飞机航行方向??撤光扫雛－??？?ｊｆ?ｎ??????？－?？?—?—?????—？——?＊?－?—?＾??？?ｈ?？?＊?ｃ?，ｉ：?３．?“?＊?＇－ｔ；?ｒｔｆ?ｒｒｒ?ｒｘ??ａ?ｂ??图２．２机载双频雷达结构简图与扫描轨迹示意图??Ｆｉｇ．２．２?Ａｉｒｂｏｒｎｅ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｌｉｄａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｄｉａｇｒａｍ??该系统的激光扫描仪属于脉冲式激光扫描仪，主要获取激光发射参考点到??激光脚点的距离和激光扫描仪起始方向与扫描光束之间的夹角。??２、惯性导航系统??图２．３惯性导航系统??Ｆｉｇ．２．３?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ??１ＭＵ是惯性测量单元（Ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｍｅａｓｕｒｎｍｅｎｔ?ｕｎｉｔ）的英文缩写，是惯性导??航系统的核心传感器，具有不依赖外部信息、不向外辐射信息的自主导航特性。??由分布于三个垂直轴向的加速度计和陀螺仪组成，在载体初始信息已知的条件??下，通过测量载体在惯性坐标下的加速度和姿态角进行积分来进行导航定位的，??８??
随着时间的增长，误差会迅速积累，使定位导航位置和方向发生严重偏移，因??此采用惯性导航系统的元器件精度越高越好。该系统采用的是加拿大ＮｏｖＡｔｅｌ??公司型号为ＳＰＡＮ－１００Ｃ的惯导，如图２．３所示。??３、
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载激光雷达测深数据处理与应用[J]. 刘永明,邓孺孺,秦雁,梁业恒. 遥感学报. 2017(06)
[2]共面约束的机载LiDAR IMU安置角误差自动检校方法[J]. 黎东,王成,习晓环,左正立,朱精果. 测绘科学. 2017(09)
[3]基于多通道海洋激光雷达的海陆波形分类[J]. 黄田程,陶邦一,毛志华,贺岩,胡善江,王聪聪,俞家勇,陈鹏. 中国激光. 2017(06)
[4]机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 秦海明,王成,习晓环,聂胜. 遥感技术与应用. 2016(04)
[5]激光扫描仪四棱塔镜误差分析及定位精度研究[J]. 杨蒙蒙,万幼川,徐景中. 中国激光. 2015(09)
[6]轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J]. 毕凯,李英成,丁晓波,刘飞. 测绘通报. 2015(03)
[7]国产机载LiDAR系统安置元素解算方法的研究[J]. 杨蒙蒙,李军杰,左建章. 测绘通报. 2014(08)
[8]机载激光测深系统试点应用研究[J]. 彭琳,刘焱雄,邓才龙,冯义楷,吴志露. 海洋测绘. 2014(04)
[9]机载激光浅海测深技术的现状和发展[J]. 王越. 测绘地理信息. 2014(03)
[10]机载激光雷达平面精度评价方法研究[J]. 王圣尧. 测绘与空间地理信息. 2013(07)
博士论文
[1]机载GNSS/SINS组合精密导航关键技术研究[D]. 陈良.国防科学技术大学 2013
[2]面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D]. 王丽英.辽宁工程技术大学 2011
硕士论文
[1]无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D]. 刘洋.东华理工大学 2016
[2]高精度激光测距雷达系统硬件设计[D]. 林涛.西安电子科技大学 2014
[3]机载激光雷达测量系统中传统安置角误差的检校及应用[D]. 毛金艳.西南交通大学 2012
[4]机载LIDAR系统误差分析与检校方法研究[D]. 刘磊.山东科技大学 2011
[5]机载激光雷达点云数据精度分析与评价研究[D]. 曲佳.长安大学 2010
本文编号：3595327
【文章来源】：山东科技大学山东省
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２机载双频雷达结构简图与扫描轨迹示意图??Ｆｉ．２．２?Ａｉｒｂｏｒｎｅ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｕｅｎｃｌｉｄａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｃａｎｎｉｎｔｒａｅｃｔｏｒｄｉａｒａｍ??
角度４５°。反射镜的法线与驱动器转轴之间的角度为７．５°，随着反射镜的转动，??激光光束在垂直于飞行方向偏摆±】５°，平行于飞行方向偏摆±７．５°，转动一圈形??成卵形轨迹，光束的轨迹如图２．２?（ｂ）所示。??码盘？＾反射镜?柳??驱动电机＾＞?＾?＾??Ｓ?／｝?Ｉｔｈ??７－５＃?＇?／１?＇??／］?飞机航行方向??撤光扫雛－??？?ｊｆ?ｎ??????？－?？?—?—?????—？——?＊?－?—?＾??？?ｈ?？?＊?ｃ?，ｉ：?３．?“?＊?＇－ｔ；?ｒｔｆ?ｒｒｒ?ｒｘ??ａ?ｂ??图２．２机载双频雷达结构简图与扫描轨迹示意图??Ｆｉｇ．２．２?Ａｉｒｂｏｒｎｅ?ｄｕａｌ－ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｌｉｄａｒ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ａｎｄ?ｓｃａｎｎｉｎｇ?ｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ?ｄｉａｇｒａｍ??该系统的激光扫描仪属于脉冲式激光扫描仪，主要获取激光发射参考点到??激光脚点的距离和激光扫描仪起始方向与扫描光束之间的夹角。??２、惯性导航系统??图２．３惯性导航系统??Ｆｉｇ．２．３?Ｎａｖｉｇａｔｉｏｎ?Ｓｙｓｔｅｍ??１ＭＵ是惯性测量单元（Ｉｎｅｒｔｉａｌ?ｍｅａｓｕｒｎｍｅｎｔ?ｕｎｉｔ）的英文缩写，是惯性导??航系统的核心传感器，具有不依赖外部信息、不向外辐射信息的自主导航特性。??由分布于三个垂直轴向的加速度计和陀螺仪组成，在载体初始信息已知的条件??下，通过测量载体在惯性坐标下的加速度和姿态角进行积分来进行导航定位的，??８??
随着时间的增长，误差会迅速积累，使定位导航位置和方向发生严重偏移，因??此采用惯性导航系统的元器件精度越高越好。该系统采用的是加拿大ＮｏｖＡｔｅｌ??公司型号为ＳＰＡＮ－１００Ｃ的惯导，如图２．３所示。??３、
【参考文献】：
期刊论文
[1]机载激光雷达测深数据处理与应用[J]. 刘永明,邓孺孺,秦雁,梁业恒. 遥感学报. 2017(06)
[2]共面约束的机载LiDAR IMU安置角误差自动检校方法[J]. 黎东,王成,习晓环,左正立,朱精果. 测绘科学. 2017(09)
[3]基于多通道海洋激光雷达的海陆波形分类[J]. 黄田程,陶邦一,毛志华,贺岩,胡善江,王聪聪,俞家勇,陈鹏. 中国激光. 2017(06)
[4]机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 秦海明,王成,习晓环,聂胜. 遥感技术与应用. 2016(04)
[5]激光扫描仪四棱塔镜误差分析及定位精度研究[J]. 杨蒙蒙,万幼川,徐景中. 中国激光. 2015(09)
[6]轻小型无人机航摄技术现状及发展趋势[J]. 毕凯,李英成,丁晓波,刘飞. 测绘通报. 2015(03)
[7]国产机载LiDAR系统安置元素解算方法的研究[J]. 杨蒙蒙,李军杰,左建章. 测绘通报. 2014(08)
[8]机载激光测深系统试点应用研究[J]. 彭琳,刘焱雄,邓才龙,冯义楷,吴志露. 海洋测绘. 2014(04)
[9]机载激光浅海测深技术的现状和发展[J]. 王越. 测绘地理信息. 2014(03)
[10]机载激光雷达平面精度评价方法研究[J]. 王圣尧. 测绘与空间地理信息. 2013(07)
博士论文
[1]机载GNSS/SINS组合精密导航关键技术研究[D]. 陈良.国防科学技术大学 2013
[2]面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D]. 王丽英.辽宁工程技术大学 2011
硕士论文
[1]无人机倾斜摄影测量影像处理与三维建模的研究[D]. 刘洋.东华理工大学 2016
[2]高精度激光测距雷达系统硬件设计[D]. 林涛.西安电子科技大学 2014
[3]机载激光雷达测量系统中传统安置角误差的检校及应用[D]. 毛金艳.西南交通大学 2012
[4]机载LIDAR系统误差分析与检校方法研究[D]. 刘磊.山东科技大学 2011
[5]机载激光雷达点云数据精度分析与评价研究[D]. 曲佳.长安大学 2010
本文编号：3595327
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dizhicehuilunwen/3595327.html
