Details

Технология LiDAR (Ligt Detection and Ranging) позволяет определять расстояние до объектов за счет измерения времени отражения импульса излучения и таким образом воссоздает виртуальную карту (облако точек). Однако LiDAR-система без инерциально-спутниковой навигационной системы, которая позволяет вычислить положение и ориентацию LiDAR-системы в пространстве, не может корректно построить облако точек, поскольку определяет только расстояние до объектов. Интегрированная система синхронизирует во времени данные LiDAR-системы и инерциально-спутниковой навигационной системы, после чего переводит данные LiDAR-системы в глобальную систему координат UTM и формирует облако точек. В работе представлены интегрированная система лазерного сканирования, включающая в себя инерциально-спутниковую навигационную систему на МЭМС-датчиках и LiDAR-систему, а также алгоритм построения облака точек. Спроектирована интегрированная сканирующая система на инерциальных МЭМС-датчиках с применением глобальной навигационной спутниковой системы и LiDAR-системы, по данным которой с помощью специализированного программного обеспечения построено облако точек. Опытный образец данной системы успешно протестирован на наземном носителе. По данным испытаний оценена практическая и теоретическая погрешности системы. Расхождение погрешностей обусловлено несоответствием практической погрешности определения координат сканирующей системы теоретической. Дальнейшие исследования заключаются в разработке автоматического алгоритма минимизации погрешностей путем подбора углов доворота инерциально-спутниковой навигационной системы и LiDAR-системы.

The LiDAR technology allows determining the distance to objects by measuring radiation pulse reflection time and therefore recreates a virtual map (point cloud). However, LiDAR system without inertial satellite navigation system allowing calculation of its position and spatial orientation cannot construct point cloud correctly because LiDAR system determines only the distance to objects. Integrated system synchronizes in time the LiDAR system and inertial satellite navigation system data upon which it converts LiDAR system data to the global coordinate system UTM and creates point cloud. In this work, an integrated laser scanning system including inertial satellite navigation system based on MEMS sensors and LiDAR system, and a point cloud construction algorithm are presented. An integrated scanning system was designed using inertial MEMS sensors, global navigation satellite system and LiDAR system, on data from which a point cloud was constructed using specialized software. A prototype of this system was successfully tested on a ground-mounted carrier. Based on the test data, the practical and theoretical errors of the system were estimated. The errors’ mismatch is due to discrepancy between the scanning system’s practical positioning error and theoretical error. Further research of this topic is to develop an automatic algorithm for minimizing errors by selecting the rotation angles of the inertial satellite navigation system and LiDAR system.