在環(huán)境測(cè)繪、無人駕駛等領(lǐng)域中,由于道路地形錯(cuò)綜復(fù)雜、地貌廣闊以及被掃描物體表面反射率的差異,常常使得激光雷達(dá)設(shè)備采集到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)帶有許多噪聲,并且在數(shù)據(jù)采集過程中由于建筑物與障礙物的遮擋導(dǎo)致幀與幀之間的點(diǎn)云數(shù)據(jù)重疊率比較低,這些問題直接影響后續(xù)的三維場(chǎng)景重建與無人駕駛系統(tǒng)最終的決策。因此,對(duì)激光雷達(dá)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理研究就顯得非常重要。本文從點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)入手,深入研究激光雷達(dá)點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的點(diǎn)云濾波與點(diǎn)云配準(zhǔn)兩個(gè)核心問題。首先,本文針對(duì)激光雷達(dá)掃描數(shù)據(jù)的噪聲來源與噪聲模型的特點(diǎn),詳細(xì)研究了點(diǎn)云濾波算法中濾波效果較好的三維導(dǎo)向?yàn)V波算法,針對(duì)三維導(dǎo)向?yàn)V波算法處理后的點(diǎn)云模型殘留有局部噪聲的缺點(diǎn)。將二維圖像處理中的二次導(dǎo)向?yàn)V波方法進(jìn)行擴(kuò)展,引入到三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波中,從而在有效地濾除了無用的噪聲點(diǎn)的同時(shí)很好的保持了模型的局部輪廓。然后,本文又詳細(xì)研究了傳統(tǒng)點(diǎn)云配準(zhǔn)效果較好的ICP算法,針對(duì)目前ICP點(diǎn)云配準(zhǔn)算法中當(dāng)原始點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云的重疊空間比較小時(shí),ICP點(diǎn)云配準(zhǔn)效果差、運(yùn)行速度慢的缺點(diǎn)。采用一種基于法向量聚類以及點(diǎn)代表選舉的改進(jìn)算法顯著地改善了點(diǎn)云配準(zhǔn)的效果。最后,本文研究了點(diǎn)云濾波與... 

【文章來源】：長(zhǎng)春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

激張雷達(dá)工作原理圖

可以分為以下三類。法主要是通過激光脈沖調(diào)制技術(shù)來實(shí)現(xiàn)測(cè)距棱鏡，照射到被測(cè)物體上，再經(jīng)被測(cè)物體激光裝置與目標(biāo)之間的距離，根據(jù)脈寬調(diào)相位測(cè)距法和調(diào)頻連續(xù)波測(cè)距法三種。與較廣，但是分辨率較低，因此被應(yīng)用于，法由兩個(gè)關(guān)鍵的要素：一個(gè)是發(fā)射探頭與限于接收裝置所提供信號(hào)的傳送時(shí)間。如的時(shí)間差為t，根據(jù)公式（2-1）計(jì)算出距2v tS Δ=

5）測(cè)距達(dá) 100m；6）精度 + / 3cm。VLP-16 激光雷達(dá)的數(shù)據(jù)采集步驟如下：1）首先使用 USB 數(shù)據(jù)線把 VLP-16 雷達(dá)與上位機(jī)相連，并且給激光雷達(dá)上電。VLP-16 激光雷達(dá)會(huì)給上位機(jī)發(fā)送兩個(gè)獨(dú)立的 UDP 廣播包。2）然后從以太網(wǎng)端口獲取 UDP 廣播包，并開始研究數(shù)據(jù)包中激光雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)角度，被測(cè)物體的測(cè)量距離以及校準(zhǔn)后反射率。從而提取出方位角、仰角、距離以及GPS 等信息。3）接著通過對(duì)提取到的激光雷達(dá)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維空間坐標(biāo)變換，從而計(jì)算出X 、 Y 、 Z坐標(biāo)。由于激光雷達(dá)系統(tǒng)的位置信息用球面坐標(biāo) ( r , w, a )表示的，所以應(yīng)該轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)。4）最后繪制或存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。本文的實(shí)驗(yàn)設(shè)備如圖 2.4 所示，主要包括 VLP-16 激光雷達(dá)、筆記本電腦等。給VLP-16 激光雷達(dá)上電后，激光雷達(dá)開始工作，并通過 USB 數(shù)據(jù)線將采集的點(diǎn)云數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳給上位機(jī)進(jìn)行顯示。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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本文編號(hào)：3317673