地理信息技術、通信技術、感知技術和超算技術是智慧城市建設的關鍵技術。其中,地理信息技術是采集數據和信息的關鍵,高效高速高精度的采集用于智慧城市建設所需的城市空間地理信息數據,是當前研究的熱點問題。基于多傳感器集成的移動激光掃描測量系統(tǒng)是城市空間地理信息采集的一項主要技術,是一種新興的、綜合的、高動態(tài)的測量手段,已廣泛用于街景數據采集、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間的位置關系存在偏差,導致點云數據偏移;(3)復雜環(huán)境下系統(tǒng)點云數據質量下降嚴重。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標定和復雜環(huán)境下點云數據精度的質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)集成在國內外發(fā)展的現狀;總結了安置參數標定和移動測量系統(tǒng)點云數據質量改善的研究現狀;對移動測量系統(tǒng)涉及的相關理論基礎進行了介紹。2、完成了移動激光掃描測量系統(tǒng)設計集成和實現工作。對系統(tǒng)進行模塊化分解完成了系統(tǒng)的整體設計,介紹了傳感器選型策略,利用雙天線測姿技術輔助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)外觀設計集成;針對空間基準統(tǒng)一問題,推導了坐標轉換過程,介紹了基于直接測量法的安置參數初值標定;對于多線激光雷達特有的數據格式,在分析數據解析方法的基礎上,基于Matlab平臺編寫了數據解析程序;最后,通過路測實驗驗證了本文設計集成的移動激光掃描測量系統(tǒng)能夠實現數據采集與數據融合的功能。3、研究了基于矩形標志的多線激光雷達安置參數一站式快速標定方法。針對多線激光雷達安置參數解算問題,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;對于安置參數解算利用基于Kabsch算法求解最優(yōu)旋轉矩陣和平移參數并與直接測量法得到的安置參數進行對比;最后,將求得的安置參數帶入路測實驗的數據融合過程,驗證安置參數的準確性。4、研究復雜環(huán)境下移動測量系統(tǒng)點云數據質量的控制方法。針對單幀激光掃描數據的質量控制,提出顧及激光內參數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據;針對點云點位精度改化,提出基于已知約束的數據驅動質量控制方法,利用全站儀測得的已知控制點與點云中控制點建立對應關系,構建坐標轉換模型求解轉換參數,用該參數直接改化點云數據,并分析控制點數量和分布對檢核點坐標改化效果的影響;針對融合后點云數據質量控制,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雜環(huán)境下點云數據質量控制的有效性。
【學位單位】：戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：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據，環(huán)境調查、岸線提取和數字航道等方面[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，廣泛用于街景數據采集、城市政管理和道路測量等[17][18][19]；無人機載 MLS 具有轉移方便、操作靈活、限制、運營成本相對較低，可用于電網勘察、環(huán)境監(jiān)測、土地普查等[20][21][2S 相當于以人為載體，可以根據需要針對性的進行掃描測量、設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)的相關理論；第四節(jié)介紹測姿技術；第五節(jié)介紹 GNSS/INS 組合導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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4 余建偉;張攀攀;翁國康;楊晶;;中海達iScan-P便攜式移動三維激光測量系統(tǒng)概述[J];測繪通報;2015年03期

5 于彩霞;王家耀;許軍;彭認燦;成毅;王沫;;海岸線提取技術研究進展[J];測繪科學技術學報;2014年03期

6 龔書林;;基于iScan一體化移動測量系統(tǒng)的帶狀地形圖測繪生產技術[J];測繪通報;2014年05期

7 宋楊;;基于RIEGL VZ-400及Ladybug3全景相機的移動激光測量系統(tǒng)的研制及應用[J];城市勘測;2014年02期

8 聶倩;陳為民;陳長軍;;車載三維激光掃描系統(tǒng)的外參數標定研究[J];測繪通報;2013年11期

9 翁國康;楊晶;陳力;陳號;;中海達一體化三維移動測量系統(tǒng)iScan[J];測繪通報;2013年04期

10 龔健雅;王國良;;從數字城市到智慧城市:地理信息技術面臨的新挑戰(zhàn)[J];測繪地理信息;2013年02期

本文編號：2862139