[发明专利]一种移动激光扫描系统参数标定方法及标定装置

权利要求书

1.一种移动激光扫描系统参数标定方法，所述移动激光扫描系统包括激光扫描仪、惯性测量单元和组合定位定姿系统，其特征在于，所述方法包括：

步骤1，获取移动激光扫描系统扫描的多个航带的激光点云；

步骤2，基于移动激光扫描系统的初始外参数和定位数据，对所述激光点云进行解算，获得多个航带的大地坐标系下的点云；

步骤3，对不同航带的点云，两两之间进行匹配，获得不同航带点云之间的同名点对；

步骤4，通过最小化同名点对之间的距离，求解移动激光扫描系统的外参数，所述移动激光扫描系统的外参数为激光扫描仪相对于惯性测量单元的平移矩阵和旋转矩阵；

步骤5，基于计算的移动激光扫描系统的外参数，重复执行步骤2～步骤4，直到解算前后同名点对之间的平均误差变化量小于阈值，获得移动激光扫描系统的最终外参数。

2.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述多个航带至少包括往返航带或者多个平行航带。

3.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述步骤3，对不同航带的点云，两两之间进行匹配，获得不同航带点云之间的同名点对，包括：

基于VGICP算法对不同航带的点云进行匹配，获得不同航带间的同名点对。

4.根据权利要求3所述的标定方法，其特征在于，所述基于VGICP算法对不同航带的点云进行匹配，获得不同航带间的同名点对，包括：

基于待配准点云和参考点云，通过最近邻点搜索进行配准，所述待配准点云为其中一条航带的点云，参考点云为另一条航带的点云；

基于激光点云所在的表面服从高斯分布，定义配准误差；

基于所述配准误差，通过最大化似然概率的对数获得待配准点云和参考点云之间的配准参数；

基于配准参数，对待配准点云进行变换，对变换后的每一个点，均在参考点云中获得最近邻点，将距离小于设定阈值的最近邻点作为同名点，构成两条不同航带的同名点对。

5.根据权利要求4所述的标定方法，其特征在于，所述基于待配准点云和参考点云，通过最近邻点搜索进行配准，包括：

定义待配准点云和参考点云用以及表示，N为待配准点云和参考点云的点数；

通过最近邻点搜索，使得b_i＝Ta_i,T为待配准点云与参考点云之间的变换矩阵，所述变换矩阵为配准参数；

所述基于激光点云所在的表面服从高斯分布，定义配准误差，包括：

激光点云所在的表面服从高斯分布，即在该假设下，配准误差可定义为：

其中，d′_i的分布为：

所述基于所述配准误差，通过最大化似然概率的对数获得待配准点云和参考点云之间的最佳变换矩阵包括：

通过对配准误差最大化似然概论的对数获得最佳变换矩阵T：

其中，N_i为点a_i在参考点云中的邻域点个数。

6.根据权利要求1所述的标定方法，其特征在于，所述步骤4，通过最小化同名点对之间的距离，求解移动激光扫描系统的外参数，包括：

基于不同航带间的同名点对，建立定位方程；

基于每一对同名点对的定位方程，构建目标函数，所述目标函数为所有同名点对之间的距离平方和最小；

基于LM非线性优化算法获得移动激光扫描系统标定参数的最小二乘解。