本文選題：船載移動三維激光掃描系統(tǒng)　切入點：多傳感器　出處：《東華理工大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：我國灘地資源十分豐富,灘涂資源作為重要的后備土地資源有著巨大的開發(fā)潛力和利用價值。同時,近年來隨著長江水情變化,河道崩岸已嚴重威脅到人們的工、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。對灘涂土地資源信息采集及河道崩岸的監(jiān)測、預測已經(jīng)成為刻不容緩的任務。由于環(huán)境復雜、條件困難,對灘涂崩岸的信息采集受諸多因素的影響。如何高效、高質(zhì)量獲取灘涂崩岸信息以補充和完善現(xiàn)有系統(tǒng)的精度及局限性是當前的一個難點。而移動三維激光測量系統(tǒng)與傳統(tǒng)測量系統(tǒng)相比較,有著長距離、非接觸式、高效、高精度的優(yōu)勢,克服了傳統(tǒng)測量方法的不足。本文以船載移動激光掃描的灘涂崩岸測量系統(tǒng)的研制與應用為背景,重點探討船載移動掃描系統(tǒng)的組成、工作原理,多傳感器的時間配準方法和時間延遲探測方法,以及系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)處理,包括多傳感器的參數(shù)標定、坐標系統(tǒng)間的轉(zhuǎn)換以及誤差分析與處理,并結合大量實踐,取得了一定的效果。本文主要研究內(nèi)容及成果如下:1)首先闡述了移動三維激光掃描系統(tǒng)的組成和工作原理,詳細分析了GNSS/INS組合導航系統(tǒng)的原理和POSLV系統(tǒng)的組成及其技術特點。根據(jù)實際需要,本文設計了集成于同一平臺的多傳感器移動三維激光掃描系統(tǒng)。2)詳細分析了多傳感器系統(tǒng)時間同步的重要性。首先對各傳感器的時間時間系統(tǒng)和之間的轉(zhuǎn)換關系進行介紹,再著重探討了多傳感器信號時間延遲對測量精度的影響�；诖�,本文研究了一種基于相關系數(shù)迭代法的多傳感器時間同步方法,該方法可以準確地探測出多傳感器信號的時間延遲量,有效地解決了多傳感器信號傳輸過程中時間延遲而導致時間不同步的問題,一定程度上提高了移動測量系統(tǒng)精度。3)研究了多傳感器的綜合參數(shù)標定方法,并對移動掃描系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)及其融合算法的展開研究,分析了移動測量系統(tǒng)的誤差來源以及對誤差的處理方法。并按照實際需求,利用設計的移動掃描系統(tǒng)展開試驗研究,研制了包括時間配準以及空間數(shù)據(jù)配準的多傳感器數(shù)據(jù)處理軟件,并取得良好效果,驗證了移動三維激光掃描系統(tǒng)的可行性。4)結合灘涂崩岸測量工程實例,詳細闡述了船載移動掃描系統(tǒng)技術方法、數(shù)據(jù)采集及處理流程,并對其成果的精度進行檢核驗證,證明了船載移動掃描系統(tǒng)的可靠性。
[Abstract]:As an important reserve land resource, the tidal flat resource has great potential and utilization value. At the same time, with the changes of the Yangtze River in recent years, the river bank collapse has seriously threatened people's work. Agricultural production. The information collection of land resources in tidal flat and the monitoring of river bank collapse have become an urgent task. Because of the complex environment and difficult conditions, the information collection of beach land collapse is affected by many factors. It is a difficulty to obtain the information of shoal collapse with high quality to supplement and perfect the accuracy and limitation of the existing system. Compared with the traditional measurement system, the mobile 3D laser measurement system has long distance, non-contact and high efficiency. The advantages of high precision overcome the shortcomings of traditional measurement methods. This paper, based on the development and application of the shoal landfall measurement system based on ship moving laser scanning, mainly discusses the composition and working principle of the shipborne moving scanning system. The time registration method and time delay detection method of multi-sensor, as well as the spatial data processing of the system, including the calibration of multi-sensor parameters, the transformation between coordinate systems and the error analysis and processing, are combined with a large number of practices. The main contents and results of this paper are as follows: 1) first, the composition and working principle of the mobile 3D laser scanning system are described. The principle of GNSS/INS integrated navigation system and the composition and technical characteristics of POSLV system are analyzed in detail. This paper designs a multi-sensor mobile 3D laser scanning system. 2) the importance of time synchronization of multi-sensor system is analyzed in detail. Firstly, the time time system of each sensor and its conversion relationship are introduced. The influence of time delay of multi-sensor signal on measurement accuracy is discussed. Based on this, a multi-sensor time synchronization method based on correlation coefficient iteration method is studied in this paper. This method can accurately detect the time delay of multi-sensor signal, and it can effectively solve the problem of time delay in the process of multi-sensor signal transmission. To a certain extent, the accuracy of mobile measurement system is improved. 3) the multi-sensor comprehensive parameter calibration method is studied, and the spatial data of mobile scanning system and its fusion algorithm are studied. The error source of the mobile measurement system and the method to deal with the error are analyzed. According to the actual demand, the experimental research is carried out by using the designed mobile scanning system. A multi-sensor data processing software including time registration and spatial data registration is developed, and good results are obtained. The feasibility of the mobile 3D laser scanning system is verified. The technical method, data acquisition and processing flow of the shipborne mobile scanning system are described in detail, and the accuracy of the results is checked and verified, which proves the reliability of the shipborne mobile scanning system.
【學位授予單位】：東華理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：P714;P748

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本文編號：1591876