谢 翔，杜年春，沈向前

(中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，湖南 长沙 410011)

0 引言

激光扫描仪一般可以分为二维激光扫描仪(即二维激光雷达)和三维激光扫描仪。二维激光雷达的扫描面为一个以激光雷达为中心的扇形，最终得到的是一条曲线上的数据点集。三维激光扫描仪得到的是三维空间内的一个自由曲面上的数据点集。三维激光扫描仪具有扫描范围广、精度高、可对数据进行三维建模等特点，但扫描速度较慢，体积较大。而二维激光雷达以其小巧轻便，测量速度快，精度高等优点在军事、民用领域得到了广泛的应用[1-3]。

二维激光雷达虽然测距精度高，受外界环境影响小，但仍然存在一些问题，主要表现在噪声、离散化误差等。本文主要针对其测量噪声，拟采用多种滤波方式对数据进行预处理，比较其处理效果。

1 二维激光雷达参数及数据结构

本文采用日本北阳公司(HOKUYO)生产的UXM-30LXH-EWA二维激光雷达，外形如图1所示。该二维激光雷达是一个区域扫描的激光传感器，它拥有最大测量距离30 m，190°的测量范围，扫描角度分辨率为0.125°，每次扫描产生1 521个数据。

二维激光雷达扫描导入的数据结构，如表1所示。其每次测量共计1 521个数据点，以激光雷达中轴线划分，左右各涵盖95°范围。

图1 Hokuyo UXM-30LAH-EWA二维激光雷达

表1 Hokuyo UXM-30LAH-EWA二维激光雷达扫描数据结构

2 滤波方法

2.1 线性最小二乘滤波

最小二乘法[4]是一种数学优化方法，是以误差的平方和最小为准则观测数据估计模型中未知参数的一种基本参数估计方法。……