具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

本实施例采用多个激光探测单元的多波束激光三维成像敏感器，宽视场多法向大平面激光三维成像质量检校场呈四层阶梯状，共安置19块不同法向的靶板基准面，用于激光三维成像质量误差检校，如图1所示。

按照设计的检校方案，利用高精度全站仪获取19块靶板平面控制参数，并进行待检校激光器三维成像获取点云数据；对激光三维成像质量误差进行检校，评价成像质量精度，可实现宽视场多法向大平面检校靶板三维形状的精确测量。

下面对本发明的实施例进行详细介绍。

1、大平面高平整度检校靶板基准面设计

检校靶板基准面平整度是激光三维成像质量检校的关键技术，针对月球软着陆精障碍探测场景中激光快速成像的稀疏点云问题，本发明设计大平面检校靶板。检校靶板高4米、宽2米，保证激光所有波束全部成像于靶板平面；对于单个靶板，设计了多个靶板面调整器，保证靶板平面的平整度拟合精度长期优于2mm。具体设计方案如下：

1.1设计方格结构的钢框架，利用大尺寸、高厚度方钢铁管焊接龙骨框架，并用方钢铁管制作框架斜支撑，保证靶板支撑结构的整体稳定性；龙骨框架分为多个小单元，设计多的钢板面与框架单元支撑点，保证靶板平面与龙骨框架稳固连接；

1.2基于龙骨框架单元分割点，设计多个钢板面连接点调节器，用于靶板平面局部平整度调整；根据《建筑结构荷载规范》(GB5009-2001)，结合检校场安置环境(粗糙度B类、风压高度变化系数1.0、体型系数2.0、阵风系数2.25、地区50年一遇基本风压0.55KN/m2)，靶板平面及龙骨框架在凤载荷作用下最大变形1.8mm，满足平整度要求。保证其大平面平整度拟合精度长期优于2mm；

1.3参考月壤反射率开展靶板平面不同灰度涂料的光谱分析，设计了满足模拟在1064nm波长的近似于月表环境的检校靶板涂层。

2、宽视场多法向检校靶板安置方案设计

多波束激光三维成像存在系统误差，且沿成像中心向四周影响程度不同[4]。针对其成像特点，本发明设计宽视场、多法向检校靶板安置方案，保证检校靶板平面基准的高可信。严密覆盖多波束线阵探测技术的激光三维成像系统的成像视场范围，检校靶板安置区长60米、宽50米，具体安置方案设计如下：

2.1在垂直激光成像方向，设计不同的成像距离，提升激光成像视场深度；设计多个阶梯状平台，增加靶板摆放的平台高程变化，扩展竖直成像视场范围；

2.2设计龙骨框架底座转向轴与安置固定桩，部分靶板设计垂向倾角、观测方向夹角，采用不同垂向倾角、不同观测方向夹角的安置方法构建多法向平面检校基准；

2.3设计部分靶板两两固定连接并呈一定夹角，增加线和面等几何向量特征的约束。

3、基于宽视场多法向大平面激光三维成像质量检校方案

考虑激光雷达的系统参数之间、系统参数与外方位元素之间的检校参数相关性，综合激光器与靶板距离、观测角度等影响，设计基于宽视场多法向大平面的激光三维成像质量检校方案如图2所示：

S1，基准平面参数获取：利用高精度全站仪构建区域平面控制网，获取靶板基准面高精度三维空间坐标，构建多法向大平面基准向量矩阵；

S2，激光器三维成像点云获取：将激光器安置于观测云台上，设计不同观测角度对靶板区进行扫描成像，分别获取其点云数据并进行分割提取；

S3，误差检校：利用区域平面控制参数，对激光三维成像误差进行检校；

S4，精度评定：对改正值与基准值比较分析，评价成像质量精度

本发明提出的一种新型宽视场多法向大平面激光三维成像质量检校场设计方法，通过高强度钢板与平整度调节器建造了共面精度高的大平面检校靶板，设计了近似月壤反射率的检校靶板涂层模拟月表弱反射率激光器成像环境，设计了高程递增的多台阶靶板安置方法扩展成像竖直视场，设计了不同垂向倾角、不同观测方向夹角的靶板安置方法构建多法向平面检校基准，模拟了复杂月表环境对激光三维成像质量的影响。本发明可提高激光器三维成像质量精度，满足着陆区快速建模与障碍物识别的需求，为行星探测着陆器安全着陆提供支撑。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。