[发明专利]一种平台倾角和高度实时测量系统及方法

权利要求书

1.一种平台倾角和高度实时测量系统，其特征在于，包括：

一台激光扫描仪；

一个中空正三角形的90°折转光路反射镜；所述90°折转光路反射镜由三个正截面为直角等腰三角形的三棱柱组合而成，所述90°折转光路反射镜截面的斜边位于内侧，且斜边表面镀有配合激光扫描仪工作光波长的高反射材料；其中一个直角等腰三角形的直角边垂直于三角形所在平面；

所述激光扫描仪的旋转中心位于90°折转光路反射镜中心位置，且激光扫描仪的激光扫描平面平行于三角形所在平面。

2.根据权利要求1所述的平台倾角和高度实时测量系统，其特征在于，所述激光扫描仪为单线式或多线式；当所述激光扫描仪为多线式时，每个扫描线发出的光线均能被90°折转光路反射镜内侧的斜面所反射。

3.根据权利要求1或2所述的平台倾角和高度实时测量系统，其特征在于，所述90°折转光路反射镜斜边表面镀的高反射材料为镀银反射膜或者镀铝反射膜。

4.一种利用权利要求1～3之一所述系统测量平台倾角和高度的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)设单线式激光扫描仪在一次扫描中获得的n个点的点云数据集合为M，M＝{m₁,m₂,…m_n},n≥3；该点云数据集合的坐标值以激光扫描仪自身默认的坐标参考系为参考标准；

2)利用点云数据集合M，使用RANSAC算法估计T时刻参考平面的表达式方程为：Ax+By+Cz+D＝0；其中：系数A,B,C,D的值由RANSAC算法直接估计得到；

3)T时刻平台姿态角由如下公式计算出：

其中φ和θ分别为平台的俯仰角和横滚角；

T时刻平台上待测点K的高度值H由如下公式计算出：

其中，(x_k,y_k,z_k)为待测点K的坐标，该坐标值以激光扫描仪自身默认的坐标参考系为参考标准。