多光束三维成像激光扫描系统校准方法研究

针对传统的校准方法不适用于多光束三维成像激光扫描系统HDL-64E产品的校准问题,提出了基于平面特征和改进Gauss-Helmert平差模型方法对该产品进行校准。首先分析了产品基于平面特征的数学模型,并根据函数模型和坐标转换矩阵对通过扫描校准场景中多个平面获得的点云数据进行计算求得点云坐标。然后使用平面拟合的主成分分析方法(PCA)得到平面方程,根据测量平差的原理建立点和平面的条件方程和约束条件,并构造合适的目标函数。最后选择合适的参数初值对目标函数求极值,同时估计出系统的校准参数和平面参数。校准后产品的测量误差比校准前减小了约50%,该方法有效地提高了产品的测量精度。