激光雷達(dá)（Light Detection And Ranging,LiDAR）點(diǎn)云數(shù)據(jù)與光學(xué)影像數(shù)據(jù)的配準(zhǔn)是通過(guò)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換,尋找兩種數(shù)據(jù)最佳匹配的過(guò)程,是城市三維建模技術(shù)的研究重點(diǎn)和難點(diǎn)。實(shí)際生產(chǎn)中,為了滿足大區(qū)域的LiDAR點(diǎn)云與影像的配準(zhǔn)需求,將大區(qū)域的序列影像最佳地納入到已知的物方坐標(biāo)系統(tǒng)中去,提高配準(zhǔn)精度,需要對(duì)配準(zhǔn)方法作進(jìn)一步研究。配準(zhǔn)的實(shí)質(zhì)是求解不同條件下（如時(shí)間、獲取數(shù)據(jù)的角度,傳感器種類(lèi)等）采集的不同數(shù)據(jù)集的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系。傳統(tǒng)配準(zhǔn)幾何模型中的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換表示方法如歐拉角法和四元數(shù)法,通常將坐標(biāo)變換分解為旋轉(zhuǎn)和平移部分,而配準(zhǔn)模型對(duì)所求參數(shù)的初值精度有一定要求,初值的不準(zhǔn)確會(huì)引起所求解的旋轉(zhuǎn)參數(shù)與平移參數(shù)的強(qiáng)相關(guān)關(guān)系,在分開(kāi)求解旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)的過(guò)程中會(huì)引入耦合誤差,導(dǎo)致最小二乘估計(jì)的均方差較大,迭代過(guò)程無(wú)法收斂。針對(duì)傳統(tǒng)配準(zhǔn)模型中存在的問(wèn)題,本文提出了以對(duì)偶四元數(shù)為幾何代數(shù)基礎(chǔ)的LiDAR點(diǎn)云與序列影像的配準(zhǔn)方法。研究了基于對(duì)偶四元數(shù)的空間直線的表達(dá)形式和其幾何拓?fù)潢P(guān)系,通過(guò)對(duì)偶四元數(shù)描述特征直線的一體化旋轉(zhuǎn)平移過(guò)程,并分析了對(duì)偶四元數(shù)參數(shù)表示一體化旋轉(zhuǎn)平移的相關(guān)性。將序列影像... 

【文章來(lái)源】：南京航空航天大學(xué)江蘇省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

機(jī)載LiDAR系統(tǒng)的定位原理

b.主視圖圖 3.8 模擬數(shù)據(jù)控制直線分布圖表 3.6 模擬影像外方位元素精度比較序號(hào) mXS/ m mYS/ m mZS/ m mφ/ ° mω/ °法1 0.0009 0.0021 0.0009 0.00005 0.000022 0.0015 0.0032 0. 0003 0.00002 0.000033 0.0017 0.0029 0.0004 0.00004 0.00005數(shù)法1 0.0006 0.0020 0.0008 0.00001 0.000022 0.0012 0.0029 0.0004 0.00002 0.000013 0.0014 0.0023 0.0005 0.00002 0.00002表 3.7 檢查直線像平面直線精度精度比較（單位：像素） 1 2 3 4 0.0025 0.0044 0.0024 0.0022 法 0.0013 0.0037 0.0021 0.0015 表 3.8 模擬影像外方位元素相關(guān)系數(shù)比較

圖 3.9 引入噪聲的模擬數(shù)據(jù)配準(zhǔn)精度看出，本文方法中的平面精度和高程精度隨像點(diǎn)坐標(biāo)引入的高斯隨且單位權(quán)中誤差與實(shí)際引入的噪聲標(biāo)準(zhǔn)差基本一致。平面和高程精系，且基本誤差小于高斯噪聲的標(biāo)準(zhǔn)差，具有一定的抗噪聲性，可以。影像數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)用了法伊英根，多倫多，卡爾加里三個(gè)區(qū)域的序列影像來(lái)進(jìn)行配準(zhǔn)像，相鄰影像間的重疊度為 60%，重疊區(qū)域有均勻分布的連接點(diǎn)。布如圖 3.10，圖 3.11，圖 3.12 所示，每個(gè)測(cè)區(qū)選取 16 個(gè)連接點(diǎn)，8 為連接點(diǎn)，4 條標(biāo)注黃色的線段為控制直線，控制直線和連接點(diǎn)共算，四條標(biāo)注綠色的線段為檢查直線，檢查直線用于計(jì)算像平面直配準(zhǔn)算法的實(shí)際精度做出評(píng)價(jià)。


本文編號(hào)：3261882