地理信息技術(shù)、通信技術(shù)、感知技術(shù)和超算技術(shù)是智慧城市建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)。其中,地理信息技術(shù)是采集數(shù)據(jù)和信息的關(guān)鍵,高效高速高精度的采集用于智慧城市建設(shè)所需的城市空間地理信息數(shù)據(jù),是當前研究的熱點問題�；诙鄠鞲衅骷傻囊苿蛹す鈷呙铚y量系統(tǒng)是城市空間地理信息采集的一項主要技術(shù),是一種新興的、綜合的、高動態(tài)的測量手段,已廣泛用于街景數(shù)據(jù)采集、市政管理和道路測量等。然而,在移動激光掃描測量系統(tǒng)普及和實際應(yīng)用過程中還存在著不少問題:(1)一套完整的移動測量系統(tǒng)價格昂貴,使用成本較高;(2)多線激光雷達與慣導(dǎo)間的位置關(guān)系存在偏差,導(dǎo)致點云數(shù)據(jù)偏移;(3)復(fù)雜環(huán)境下系統(tǒng)點云數(shù)據(jù)質(zhì)量下降嚴重。因此,降低移動測量系統(tǒng)的使用成本,研究多線激光雷達安置參數(shù)標定和復(fù)雜環(huán)境下點云數(shù)據(jù)精度的質(zhì)量控制方法對移動激光掃描測量系統(tǒng)的普及和使用具有重要的實踐意義�；诖吮疚耐瓿傻闹饕ぷ魅缦�:1、詳細梳理了移動測量系統(tǒng)集成在國內(nèi)外發(fā)展的現(xiàn)狀;總結(jié)了安置參數(shù)標定和移動測量系統(tǒng)點云數(shù)據(jù)質(zhì)量改善的研究現(xiàn)狀;對移動測量系統(tǒng)涉及的相關(guān)理論基礎(chǔ)進行了介紹。2、完成了移動激光掃描測量系統(tǒng)設(shè)計集成和實現(xiàn)工作。對系統(tǒng)進行模塊化分解完成了系統(tǒng)的整體設(shè)計,介紹了傳感器選型策略,利用雙天線測姿技術(shù)輔助IMU初始對準提高IMU測量精度;針對系統(tǒng)的時間基準統(tǒng)一問題,提出了基于秒脈沖觸發(fā)的時間同步方法,介紹了插值算法;而后,對傳感器進行了連接和系統(tǒng)外觀設(shè)計集成;針對空間基準統(tǒng)一問題,推導(dǎo)了坐標轉(zhuǎn)換過程,介紹了基于直接測量法的安置參數(shù)初值標定;對于多線激光雷達特有的數(shù)據(jù)格式,在分析數(shù)據(jù)解析方法的基礎(chǔ)上,基于Matlab平臺編寫了數(shù)據(jù)解析程序;最后,通過路測實驗驗證了本文設(shè)計集成的移動激光掃描測量系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)融合的功能。3、研究了基于矩形標志的多線激光雷達安置參數(shù)一站式快速標定方法。針對多線激光雷達安置參數(shù)解算問題,在分析多線激光雷達的掃描特性和傳統(tǒng)人工標志局限性的基礎(chǔ)上,提出使用標準的矩形紙板作為人工標志,并以標志角點為公共點;對于點云中矩形標志角點的提取,提出利用隨機抽樣一致算法擬合點云中矩形標志邊緣,以邊緣交點作為矩形標志角點的方法,當擬合邊緣無交點時,以邊緣距離最近處連線中點為角點;對于安置參數(shù)解算利用基于Kabsch算法求解最優(yōu)旋轉(zhuǎn)矩陣和平移參數(shù)并與直接測量法得到的安置參數(shù)進行對比;最后,將求得的安置參數(shù)帶入路測實驗的數(shù)據(jù)融合過程,驗證安置參數(shù)的準確性。4、研究復(fù)雜環(huán)境下移動測量系統(tǒng)點云數(shù)據(jù)質(zhì)量的控制方法。針對單幀激光掃描數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制,提出顧及激光內(nèi)參數(shù)點云改正的方法改善激光雷達測距誤差,提出基于測量范圍約束的點云濾波剔除原始點云中的冗余數(shù)據(jù);針對點云點位精度改化,提出基于已知約束的數(shù)據(jù)驅(qū)動質(zhì)量控制方法,利用全站儀測得的已知控制點與點云中控制點建立對應(yīng)關(guān)系,構(gòu)建坐標轉(zhuǎn)換模型求解轉(zhuǎn)換參數(shù),用該參數(shù)直接改化點云數(shù)據(jù),并分析控制點數(shù)量和分布對檢核點坐標改化效果的影響;針對融合后點云數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,提出改進的k-近鄰算法剔除離散點和基于協(xié)方差矩陣剔除體外孤點;最后,通過實驗驗證以上方法對于復(fù)雜環(huán)境下點云數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的有效性。
【學(xué)位單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：P225.2
【部分圖文】：

[12][13]；船載 MLS 一般還會安裝多波束聲吶以同時獲得水上和水下的數(shù)據(jù)，環(huán)境調(diào)查、岸線提取和數(shù)字航道等方面[14][15][16]；車載 MLS 是最常用的一類測量系統(tǒng)，由于適合城市道路行駛且效率較高，廣泛用于街景數(shù)據(jù)采集、城市政管理和道路測量等[17][18][19]；無人機載 MLS 具有轉(zhuǎn)移方便、操作靈活、限制、運營成本相對較低，可用于電網(wǎng)勘察、環(huán)境監(jiān)測、土地普查等[20][21][2S 相當于以人為載體，可以根據(jù)需要針對性的進行掃描測量、設(shè)備小巧輕便同時可以到達其他 MLS 無法進入的胡同、小巷和室內(nèi)等場景[23][24]。不同載 如下圖 1-1 所示。(a) 車載 MLS (b) 背負式 MLS (c) 機載 MLS

本文移動激光掃描測量系統(tǒng)的系統(tǒng)組成和主要誤差來標系；第三節(jié)介紹時間系統(tǒng)的相關(guān)理論；第四節(jié)介紹測姿技術(shù)；第五節(jié)介紹 GNSS/INS 組合導(dǎo)航的不同組描測量系統(tǒng)組成的核心組件，目前市場上主流的 POS 系統(tǒng)主要是德加拿大 NovAtel 公司的 SPAN 系列、美國 Trimble 公司 GNSS/INS/DMI 及其他傳感器的組合，為點云和影像位置和姿態(tài)信息，是移動測量系統(tǒng)中的關(guān)鍵組成部分足夠的情況下，移動測量系統(tǒng)的測量精度主要取決于擇對集成的 MLS 具有重要意義，本文所用的 POS 是其具有很好的性價比，是一款集成了 GNSS+INS 的緊 SPAN-CPT 包括主機、GNSS 天線和連接線，主機如

圖 2- 2 多線激光雷達模型lodyne 16 線激光雷達，該激光雷達有 16 根掃描線，有，Dual），每秒可輸出高達 30 萬個目標點，支持外接圍，因此一臺 Velodyne 激光雷達即可實現(xiàn)對周圍環(huán)雷達掃描測點原理如圖 2-3 所示。
【參考文獻】

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本文編號：2862139