● 摘要
机载激光雷达是一种全新的空间三维测量技术，其主要通过卫星定位、惯性导航以及激光测距等模块进行联合解算得出被测对象的三维坐标信息，从而可直接扫描获得目标区域的高精度点云数据。在三维地面数据的获取及数据的快速后处理等方面，对其他的传统测量技术有着重要的补充作用。在飞行过程中，飞机会受到各种扰动因素的影响，从而使其姿态发生变化，引起机载激光雷达激光出射指向的偏差，进而使得激光点云图像发生畸变，而姿态角扰动偏差则是影响激光指向偏差的重要因素之一。本课题则对此利用二轴补偿平台装置，通过机械补偿的方法，对由姿态角扰动引起的机载激光雷达激光出射指向偏差进行补偿。具体内容如下：
(1) 基于机载激光雷达扫描工作原理对影响机载激光雷达点云成像精度的误差进行溯源分析，得出姿态角误差是影响机载激光雷达点云成像精度的主要原因。然后通过计算机的仿真结果来分析姿态角误差对目标区域的激光点云精度的影响。
(2) 提出一种二轴补偿平台装置对姿态角扰动进行实时补偿，并建立该补偿装置的系统仿真模型，为后续二轴补偿平台控制方法的优化提供相应的仿真实验依据。
(3) 对二轴补偿平台的控制部分进行选择和优化，从而在传统PID的基础上，提出添加模糊控制从而组成模糊PID控制对二轴补偿平台系统进行调节控制，以提高二轴补偿平台的控制精度和减小补偿平台的响应时间。
(4) 利用二轴补偿平台装置，结合高精度POS和三轴转台进行姿态角扰动对激光扫描指向影响的补偿实验。通过实验验证并定量评价二轴补偿平台装置的实时补偿效果。
关键词：机载LiDAR；姿态角扰动；控制方法；补偿