一种基于被测地形特点的机载激光雷达参数实时自适应调整方法与装置

摘要

一种基于被测地形特点的机载激光雷达参数实时自适应调整方法与装置，飞机保持海拔高度不变并匀速直线飞行，当被测地形高程及二维空间频率变化时，通过优化计算，实时调节扫描视场角、脉冲重复频率和扫描频率设置值，可使激光扫描点云带宽保持不变，同时使点云密度始终符合采样定理要求，避免重建三维地形模型的失真和数据存储及处理困难。其中，飞行参数和被测地形特点由激光扫描仪、飞机飞行速度测量仪和航空照相机实时测量，通过综合计算，获得地形高程变化及二维空间频率，继而通过优化计算，获得激光扫描仪的脉冲重复频率、扫描频率及扫描视场角三个参数的最优调节值，并进行实时调节，从而可实现针对被测地形变化的实时自适应最优测量。

主权项

一种基于被测地形特点的机载激光雷达参数实时自适应调整方法与装置，其特征在于包括地形特征及飞行参数测量装置（1）、激光扫描仪参数自适应设计控制器（2）、扫描仪参数调节装置（3）、机载平台（4）；所述地形特征及飞行参数测量装置（1）包括激光扫描仪（11）、飞机飞行速度测量仪（12）、航空照相机（13）；所述扫描仪参数调节装置（3）包括脉冲重复频率调节装置（31）、扫描频率调节装置（32）、激光扫描视场角调节装置（33）；所述机载平台（4）是各种载荷的安装平台，所述地形特征及飞行参数测量装置（1）、激光扫描仪参数自适应设计控制器（2）、扫描仪参数调节装置（3）均固定在所述机载平台（4）上；所述激光扫描仪参数自适应设计控制器（2）获得激光扫描仪（11）、飞机飞行速度测量仪（12）、航空照相机（13）的测量数据，通过实时计算，获得被测地形表面特点，即二维空间频率和高程信息，通过优化计算，得到激光扫描仪脉冲重复频率、扫描频率、扫描视场角的最优调节值，并输出控制信号，分别控制所述脉冲重复频率调节装置（31）、扫描频率调节装置（32）、激光扫描视场角调节装置（33）实现三个工作参数值的实时调节；所述机载平台（4）保持海拔高度不变并匀速直线飞行，当被测地形有高程变化时，所述机载平台（4）和被测地形表面之间的相对飞行高度发生变化，造成激光扫描点云带宽及点密度相应变化，通过实时调整扫描视场角和脉冲重复频率的值，保持扫描点云带宽及点密度不变；当被测地形空间频率发生变化时，通过实时调节扫描频率和脉冲重复频率值，改变激光扫描在二维方向上的采样频率，使点云密度始终符合采样定理要求，避免后续重建三维地形模型的失真。