钟振　陈良良　谢国栋

摘  要：机载激光雷达（LiDAR）是一种集成激光、全球导航卫星系统和惯导系统的多传感器移动测量系统，系统精度受多个因素影响，不仅取决核心传感器精度，还受到激光与IMU的安置参数影响。对低成本的多线激光雷达进行研究，分析激光雷达定位原理和安置参数的影响，提出一种基于特征匹配的检校方法。通过不同航带的点云进行特征匹配，计算出航带间的偏移，根据偏差与安置参数的关系求出安置参数，实验证明该方法能够有效消除安置误差影响。

关键词：激光雷达;检校;特征匹配;安置角

中图分类号：TP391.4;TN958.98             文献标识码：A    文章编号：2096-4706（2021）17-0082-06

Abstract： Airborne Laser Radar （Lidar） is a multi-sensor mobile measurement system integrating laser， global navigation satellite system and inertial navigation system. The accuracy of the system is affected by many factors， it depends not only on the accuracy of the core sensor， but also on the placement parameters of the laser and IMU. Research on low-cost multi-line Lidar， analyze Lidar positioning principle and the influence of placement parameters， and propose a calibration method based on feature matching. Through feature matching of point clouds of different flight belts， the offset between the flight belts is calculated， and the placement parameters are calculated according to the relationship between the deviation and the placement parameters. The experiment proves that this method can effectively eliminate the impact of placement errors.

Keywords： Lidar; calibration; feature matching; placement angle

0  引  言

機载激光雷达LiDAR（Light Detection and Ranging）是一种集成激光、全球导航卫星系统（GNSS）和惯导系统（INS）的高精度三维测量系统，搭载飞行平台进行扫描，能够直接获取扫描物体的坐标，具有精度高、外业工作量小、可夜间作业、可穿透植被等优点[1]，被应用在测绘、林业、电力等行业。在20世纪90年代起机载激光雷达开始成熟，国外Optech、Leica、Riegl、TopoSYS等公司先后推出机载产品，国内21世纪初国内开始引进国外的LiDAR系统，例如，中国海监队2006年引进Leica公司的ALS50I，北京天地信息科技有限公司2006年引进Optech公司的ALTM3100，等等[2]，但这些传统单线激光雷达系统大多非常昂贵动辄几百上千万，而且设备非常笨重需要搭载有人机进行飞行，成本过高限制其应用发展。近年来随着低成本的多线激光器出现，例如Velodyne、Quanergy、禾赛、速腾等多线激光器，加上无人机的快速发展，无人机搭配低成本多线激光雷达应运而生，在众多领域里快速发展，例如电力巡检、公路勘测、林业调查、测绘、遥感等[3-8]。……