当 LiDAR数据进行地理参考以产生点云时,每一帧都必须与精确的导航数据相匹配。LiDAR设备和INS之间的相对位移和方向必须知道。 导航装置(INS必须知道。如果不能精确测量这些角度,就意味着很难达到最佳性能。这个过程可能是具有挑战性的。然而,有一种快速有效的数据驱动方法可以确认LiDAR相对于INS的位置和方向,达到获得最佳数据所需的精确程度。在这里,我们探讨如何用数据解决INS和LiDAR的校准难题....。

LiDAR和INS校准的重要性
LiDAR通常会吹嘘自己的高精度能力,每帧的测距精度为几厘米。要在地理参考点云中获得这样的精度则要困难得多。它需要非常精确的导航数据。我们可以通过采取一个小角度的近似值并将范围乘以角度误差来得到被观测物体的位置误差来快速了解这需要多么精确。在50米处,如果我们在单个轴上的方向误差仅为0.1°,我们的误差约为9厘米(0.09 = 50 x 0.1° x 2π/360)。
因此,你可以看到,由于范围乘以误差,它对方向误差非常敏感。因此,INS和LiDAR的校准必须尽可能的准确。
一个INS设备通常可能输出导航数据,其航向误差为0.1°。
导航数据显然是在你的点云中获得精确数据的限制性因素。但还有一个更复杂的问题。当结合LiDAR和导航数据时,这些设备之间的关系是必要的。测量人员在计算点云中的点的位置时,会使用以下公式。
导航设备在世界中的位置和方向+LiDAR设备相对于导航设备的关系+点相对于LiDAR设备的位置。
这些设备之间的关系包括旋转。这引入了一个额外的方向不确定性,需要与航向和俯仰/滚动精度处于同一水平,否则它将成为点云中精度的新瓶颈。
这适用于所有使用单独的导航装置并从远处观察物体的测量设备,而不仅仅是LiDAR。
能否以同样的精度测量这个角度对点云的最终精度至关重要。
这里的图片是一个硬件示意图的例子,显示了INS与LiDAR传感器的位置关系。这张图片是在OxTS Georeferencer --我们的LiDAR地理参考软件中拍摄的。


视轴校准
要测量LiDAR相对于INS的旋转到0.1°是不容易的。设计和建立CAD打印的安装安排可能是昂贵的、耗时的,并提供了一个不灵活的解决方案。校准LiDAR相对于INS的旋转的最有效方法是使用数据驱动的方法,使用地理参考数据和算法来计算提供最佳点云的旋转。
OxTS 开发了一种方法,通过这种方法可以单独对一些校准目标进行简短的调查(或作为较长调查的一部分),在后处理中用于校准旋转,以达到地理参考数据所提供的准确程度。
该方法很简单;设立两个扁平的方形反射目标。装有LiDAR的车辆在3-10分钟内对目标进行测量,直到可以对目标进行适当的地理参照。这些目标可以是简单的带有反光带的木板。
"作为一名工程师,我不知道有什么简单的工具可以精确地测量INS和LiDAR之间的角度,使之优于十分之一度。OxTS ,利用LiDAR测量中已有的工具,优雅地解决了这个问题。在两个反射目标(既便宜又容易建造)之间运行十分钟的数据收集是最困难的部分。鉴于OxTS ,下一步是一个简单的问题,在OxTS Georeferencer ,选择收集的数据文件,然后按 "运行孔径校准 "按钮。真的就这么简单,在指定了计算角度后,点云的精度明显提高,甚至人眼可见"
Andri Karo,系统集成专家,Skycorp Oü
了解最新的测绘信息,请访问OxTS
在OxTS ,我们不断致力于开发新的和创新的产品 和功能,旨在简化调查过程的每一步。
此外,我们的 "卓越中心 "网络研讨会系列使测量人员能够深入了解我们的技术,而我们广泛的指南和手册库为测量人员提供了他们 "自信地测量 "所需的信息。
如果您希望我们与您联系,讨论OxTS Georeferencer 、孔径校准或任何我们特定的INS测量设备,请填写下面的表格,我们的团队将与您联系。
要想第一个听到来自OxTS 的最新内容和新闻,请今天就注册我们的邮件列表之一。
[Form id="1″]