From Stationary to Mobile: Unleashing the Full Potential of Terrestrial LiDAR through Sensor Integration

Abstract

This paper discusses a comprehensive methodology for transforming a static LiDAR (Light Detection and Ranging) system into a mobile mapping system. The initial step involves integrating various sensors, such as GNSS (Global Navigation Satellite System), IMU (Inertial Measurement Unit), and odometry sensors, into the system’s architecture to accurately estimate the position and orientation of the LiDAR sensor at any given time. Specialized algorithms compensate for the vehicle’s motion, and procedural requirements must be followed to ensure safe operation. Hardware integration is critical, requiring proper calibration and validation. Data processing workflows, including algorithms and software tools, play a crucial role in mobile LiDAR mapping systems. The quality and accuracy of the data depend on various factors, and practical considerations such as cost and time are also important. The proposed methodology provides a clear and effective way to transform a terrestrial LiDAR sensor into a mobile mapping system, increasing its flexibility and usability for various applications. However, the detailed analysis, system validation, and data processing details fall outside this paper’s scope and will be discussed in future publications.

RÉSUMÉ

Cet article traite d’une méthodologie complète pour transformer un système LiDAR (Light Detection and Ranging) statique en un système de cartographie mobile. La première étape consiste à intégrer divers capteurs, tels que le GNSS (Global Navigation Satellite System), l’IMU (Inertial Measurement Unit) et des capteurs odométriques, dans l’architecture du système afin d’estimer avec précision la position et l’orientation du capteur LiDAR à un moment donné. Des algorithmes spécialisés compensent le mouvement du véhicule, et les exigences procédurales doivent être respectées pour assurer un fonctionnement sécuritaire. L’intégration matérielle est essentielle et nécessite un étalonnage et une validation appropriés. Les séquences des opérations de traitement des données, y compris les algorithmes et les outils logiciels, jouent un rôle crucial dans les systèmes mobiles de cartographie LiDAR. La qualité et l’exactitude des données dépendent de divers facteurs, et des considérations pratiques telles que le coût et le temps sont également importantes. La méthodologie proposée fournit un moyen clair et efficace de transformer un capteur LiDAR terrestre en un système de cartographie mobile, augmentant ainsi sa flexibilité et sa facilité d’utilisation pour diverses applications. Cependant, les détails de l’analyse, de la validation du système et du traitement des données n’entrent pas dans le cadre de cette note technique et seront discutés dans de futures publications.

Acknowledgements

The authors would like to acknowledge the financial support received from NSERC Discovery number “RGPIN-2020-05857”, which was instrumental in sustaining our research. we also extend our appreciation to Teledyne Optech and Trimble Applanix for their support and contributing to the quality of our research work.

Disclosure statement

No potential conflict of interest was reported by the author(s).