本文關(guān)鍵詞：移動LIDAR數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理方法研究

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【摘要】：隨著京津冀地區(qū)在“十三五”規(guī)劃中將區(qū)域一體化交通網(wǎng)絡(luò)作為緩解首都交通擁堵的一項(xiàng)重要措施,規(guī)劃部門迫切需要一個全面、詳細(xì)現(xiàn)代城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫為其提供全面的數(shù)據(jù)支持。地理信息數(shù)據(jù)的采集作為數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ),對數(shù)據(jù)庫最終的建立具有決定性的意義,它的效率和質(zhì)量將直接影響到整個數(shù)據(jù)庫乃至交通網(wǎng)絡(luò)區(qū)域一體化的成敗。近年來三維激光掃描技術(shù)作為一種新興的測繪手段,憑借其速度快、精度高、外業(yè)方便等特點(diǎn)逐漸被眾多的工程單位、科研院所關(guān)注。其中移動激光雷達(dá)測量技術(shù)作為對傳統(tǒng)三維激光雷達(dá)技術(shù)的又一創(chuàng)新,針對大區(qū)域、大任務(wù)量的工程項(xiàng)目具有十分重要的意義。本文的主要工作包括以下幾點(diǎn):(1)分析移動雷達(dá)測量技術(shù)在現(xiàn)代化城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)中能夠發(fā)揮的重要作用,結(jié)合國內(nèi)外同行業(yè)對移動測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀,歸納總結(jié)現(xiàn)有設(shè)備在工程應(yīng)用領(lǐng)域的優(yōu)勢和不足。通過綜合比較市場上現(xiàn)有系統(tǒng)的優(yōu)劣,確定研究方向和研究目標(biāo)。(2)根據(jù)各單體傳感器技術(shù)指標(biāo),設(shè)計多功能設(shè)備搭載平臺。根據(jù)工程數(shù)據(jù)采集需求,設(shè)計最優(yōu)化的傳感器集成方案,并實(shí)施安裝。(3)基于多傳感器集成設(shè)計方案,研究多源數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)算法,包括空間配準(zhǔn)過程中點(diǎn)云數(shù)據(jù)在多個設(shè)備坐標(biāo)系間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,以及時間配準(zhǔn)過程中多源數(shù)據(jù)的融合與內(nèi)插處理。(4)基于Microsoft Visual Studio 2010軟件開發(fā)平臺,利用C#語言自主研發(fā)移動激光雷達(dá)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng),通過對大量野外試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行系統(tǒng)分析,提升數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的穩(wěn)定性和融合效率。(5)分析成果點(diǎn)云精度質(zhì)量,制定科學(xué)的移動激光雷達(dá)系統(tǒng)數(shù)據(jù)檢校方案。建立專用移動測量系統(tǒng)檢校場,制作移動點(diǎn)云測量標(biāo)靶。結(jié)合高精度全站儀和靜態(tài)GPS的測量結(jié)果,分析檢校點(diǎn)的測量精度。通過最小二乘間接平差原理解算誤差參數(shù),最終達(dá)到提升移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)成果點(diǎn)云整體精度的目的。綜上所述,本設(shè)計填補(bǔ)了北京建筑大學(xué)在移動激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)多傳感器集成和點(diǎn)云處理算法領(lǐng)域的理論研究空白,為今后我校在車載點(diǎn)云特征地物提取和城市空間模型構(gòu)建研究方面提供扎實(shí)的軟、硬件基礎(chǔ)。移動激光雷達(dá)掃描系統(tǒng)與傳統(tǒng)測量手段相比,具有高精度、高效率、操作簡便的優(yōu)點(diǎn),相信在未來的“智慧城市”發(fā)展中,移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng)一定會傳統(tǒng)測量、GIS和VR虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域做出更加巨大的貢獻(xiàn)。
【關(guān)鍵詞】：移動激光雷達(dá)測量系統(tǒng) 空間配準(zhǔn) 時間配準(zhǔn) 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 檢校場
【學(xué)位授予單位】：北京建筑大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：P225;P237
【目錄】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-8
• 第1章 緒論8-12
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.3 研究目標(biāo)與內(nèi)容10-11
• 1.3.1 研究目標(biāo)10
• 1.3.2 研究內(nèi)容10-11
• 1.4 論文組織與安排11
• 1.5 本章小結(jié)11-12
• 第2章 車載激光掃描系統(tǒng)組成12-22
• 2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計12-13
• 2.2 數(shù)字影像系統(tǒng)13-15
• 2.3 定姿定位系統(tǒng)15-18
• 2.4 本系統(tǒng)工作流程18-21
• 2.5 本章小結(jié)21-22
• 第3章 數(shù)據(jù)預(yù)處理方法22-38
• 3.1 車載激光掃描原理22-23
• 3.2 GPS/INS組合原理23-28
• 3.2.1 GPS全球定位系統(tǒng)23-26
• 3.2.2 GPS時間轉(zhuǎn)換方法26-27
• 3.2.3 INS慣性導(dǎo)航原理27-28
• 3.3 空間匹配28-36
• 3.3.1 坐標(biāo)系統(tǒng)概述28-30
• 3.3.2 坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換30-35
• 3.3.3 關(guān)節(jié)臂掃描獲取初值35-36
• 3.4 時間配準(zhǔn)36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 車載系統(tǒng)檢校38-55
• 4.1 車載掃描儀誤差來源38-39
• 4.1.1 車載激光掃描儀誤差38
• 4.1.2 慣性測量系統(tǒng)誤差38
• 4.1.3 GPS定位系統(tǒng)誤差38-39
• 4.1.4 系統(tǒng)集成誤差39
• 4.2 檢校原理39-41
• 4.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計與精度分析41-54
• 4.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計42-47
• 4.3.2 精度分析47-54
• 4.4 本章小結(jié)54-55
• 第5章 車載點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)55-68
• 5.1 開發(fā)環(huán)境55-56
• 5.1.1 開發(fā)平臺55
• 5.1.2 硬件環(huán)境55-56
• 5.2 車載點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容56-61
• 5.3 系統(tǒng)使用及成果展示61-67
• 5.4 本章小結(jié)67-68
• 第6章 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 論文總結(jié)68
• 6.2 論文展望68-70
• 參考文獻(xiàn)70-74
• 致謝74-76
• 攻讀碩士期間發(fā)表論文及參加項(xiàng)目情況76

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本文編號：1015959