How is a point cloud made? (What is a Georeferenced Point cloud?)

激光雷达测量需要导航数据。我们将导航数据与激光雷达数据相结合，创建地理参照点云。激光雷达设备知道各点相对于自身的位置，但需要告诉它们在世界上的位置，才能在移动激光雷达的同时建立点云。

导航数据通常来自惯性导航系统.INS 是一个复杂的组合器，由惯性测量单元和全球导航卫星系统 OXTS 的惯性导航和全球导航卫星系统（GNSS）技术可以获得最佳的导航数据，从而让设备知道自己在世界上的位置和移动方式。OXTS 自 1998 年以来一直是惯性和全球导航卫星系统的全球领导者。将来自 INS 的坐标矢量添加到激光雷达的点坐标中，即可获得点云中使用的最终坐标。这样，人们就可以将激光雷达设备安装在货车等交通工具上，或者安装有 INS 的无人驾驶飞行器 (UAV) 上，从而高效地勘测大面积区域，而无需进行多次静态勘测和拼接。

使用 xNAV550 和 Z&F LiDAR 勘测店面。

坐标系

在我们看来很小的角度，在距离很远的情况下就会变成很大的问题。想象一下，两条直线本应完全平行，但它们之间却有 0.5°的偏移。如果我们把注意力集中在两条线交叉的点上，这个偏差可能看起来很小，但是把这个角度推算到 10 米的距离上，两条线之间的线性位移大约为 10×0.5/360 2π=0.09 米=9 厘米。这就是所谓的镗孔不对中问题，当两个坐标系不完全对中时就会出现这个问题。在一些应用中，例如激光雷达测量，需要精确到厘米，而观测对象却在几十米之外，这就成了一个问题。人们希望获得最精确的点云，但要做到这一点，就必须在导航设备和激光雷达的坐标系之间进行最精确的角度校准。可以想象，在 50 米的距离内，这些角度必须校准到 0.1°，而这是极其困难的。人眼通常无法感知精确度超过一度的角度，即使是 CAD 建模的安装也很难做到这一点。INS 装置内的 IMU 安装和真正的激光坐标系也可能与规格要求相差这么小的角度。

除了角度问题，还有线性位移问题。激光雷达和 INS 安装在一定距离之外，这也需要测量。与角度位移相比，线性位移的问题通常较小，因为其影响不会因距离而加剧，但这也可能成为一个问题，尤其是从多个方向测量同一区域时。如果现实与测量结果在一个轴线上有 5 厘米的偏移，那么在点云的所有点上，该轴线上就会有 5 厘米的恒定偏移。这样，您就会对所有勘测对象进行两次迭代，每次相距 10 厘米。这通常被称为 "双视"。要使地理坐标点云的点位置具有最高的精确度，就需要对设置进行良好的校准，使角度和位移尽可能接近实际情况。

OXTS Georeferencer 软件不仅能让用户用数据创建点云，还能校准所使用的设置。