车载激光雷达测量系统整体检校方法

针对目前系统检校常用方法中大多依赖手工提取点时无法准确获得检校点、绝对精度较低、对实际数据的适用性差等问题,该文结合自主研发的车载激光雷达测量系统,提出一种利用带有反射片的特制球形标靶利用距离阈值插值算法快速、方便且准确地对车载激光雷达测量系统进行外参数检校的方法,弥补了常规方法的缺点,提高了检校算法的实用性。通过实验对绝对精度、相对精度的分析结果表明:与传统方法相比,该方法可以完全弥补常规方法中提取的检校点不准确、精度低等缺点,适用性及实用性更强;在绝对精度方面,整体水平精度达到0.05 m以下,高程精度达到0.06 m以下;在相对精度方面,拟合检校球直径精度达到0.003 m以下,距离精度达到0.002 m以下,证明此方法的精度、适用性完全满足当前车载激光雷达测量系统检校的精度需求。     

车载激光雷达测量系统整体检校方法

针对目前系统检校常用方法中大多依赖手工提取点时无法准确获得检校点、绝对精度较低、对实际数据的适用性差等问题,该文结合自主研发的车载激光雷达测量系统,提出一种利用带有反射片的特制球形标靶利用距离阈值插值算法快速、方便且准确地对车载激光雷达测量系统进行外参数检校的方法,弥补了常规方法的缺点,提高了检校算法的实用性。通过实验对绝对精度、相对精度的分析结果表明:与传统方法相比,该方法可以完全弥补常规方法中提取的检校点不准确、精度低等缺点,适用性及实用性更强;在绝对精度方面,整体水平精度达到0.05 m以下,高程精度达到0.06 m以下;在相对精度方面,拟合检校球直径精度达到0.003 m以下,距离精度达到0.002 m以下,证明此方法的精度、适用性完全满足当前车载激光雷达测量系统检校的精度需求。     

车载激光雷达测量系统整体检校方法

针对目前系统检校常用方法中大多依赖手工提取点时无法准确获得检校点、绝对精度较低、对实际数据的适用性差等问题,该文结合自主研发的车载激光雷达测量系统,提出一种利用带有反射片的特制球形标靶及利用距离阈值插值算法快速、方便且准确地对车载激光雷达测量系统进行外参数检校的方法。结果表明:与传统方法相比,该方法可以完全弥补常规方法中提取的检校点不准确、精度低等缺点,适用性及实用性更强;在绝对精度方面,整体水平精度达到0.05m以下,高程精度达到0.06m以下;在相对精度方面,拟合检校球直径精度达到0.003m以下,距离精度达到0.002m以下,证明该方法的精度、适用性完全满足当前车载激光雷达测量系统检校的精度需求。     

基于IGS站组网的移动激光雷达测量系统整体检校

针对车载移动测量系统中激光扫描仪和载体坐标系之间存在的位置和姿态偏差，在结合常规特征点、特征面检校方法基础上，本文提出了一种带有误差改正数的位置和姿态检校方法。利用TLS获取的车载系统整体点云模型和传感器固有几何属性，获取传感器之间相对关系初值，在此基础上引入误差改正数，构建误差改正模型。在与IGS站联测的检校场中借助平面、球形标靶和平面反射标志等特征，采用最小二乘法迭代法计算误差改正数最优解，从而实现传感器快速检校。试验结果表明，该方法切实可行，检校后点云平面绝对精度和高程绝对精度分别为0.043、0.072 m，相对精度为0.018 m，满足移动测量系统数据获取的精度要求，对促进车载移动测量技术发展和应用具有重要意义。     

机载激光雷达测量检校场布设及检校精度探讨

采用机载激光雷达测量系统对检校场进行点云获取,融合基站数据进行飞行轨迹处理,然后运用区域网提取及最小二乘平面拟合算法进行点云平面提取及拟合,进而改正机载激光雷达测量系统偏心角误差,并采用模拟数据说明该算法的可行性。     

车载移动测量系统点云精度评定方法

为了对车载移动测量系统点云精度进行客观准确的评价,该文提出了利用室外三维检测场,借助自制的反射纸、球形靶标和特征地物,获取特征点的高精度三维坐标和特征线的长度值,通过与系统解算出来的结果进行比对,评价了系统的绝对精度、相对精度和重复性精度。试验结果表明,该文提出的方法可以对厘米级车载移动测量系统进行点云精度评定,方法切实可行,为相关检测标准的制定提供技术支持。     

三维激光扫描技术在公路带状图测量中的应用

为验证车载三维激光扫描技术在公路带状图测量中的适用性,探讨了其应用的流程与方法;利用坐标对比法评定了三维激光扫描系统的精度,并验证了其工作效率。结果表明,三维激光扫描系统的平面精度达到0.077 m,符合1∶1 000测图规范要求,且整体效率比传统测量方式提高了50%,证明了车载三维激光扫描技术在公路带状图测量中的适用性,且效率较高。     

全波形星载激光测距误差抑制的滑动窗口高斯拟合算法

星载激光测距精度是影响激光测高仪几何检校与处理精度的主要来源之一.针对由全波形星载激光模拟信号经数字化处理后的量化误差带来的激光测距提取精度不高、稳定性低的问题,本文提出一种全波形星载激光测距误差抑制的滑动窗口高斯拟合算法.该方法利用滑动窗口剔除波峰附近似噪声点,并基于高斯曲线拟合优化波形峰值,从而精化激光测距值.然后以高分七号国产星载激光测高仪为试验对象,利用冰面、内陆湖面和平坦陆地地表进行激光高程相对和绝对精度对比验证.结果表明,相对于一般峰值方法,本文算法使得激光测距精度提升了7.5 cm;基于本文方法提取的测距值,计算的激光高程相对精度提升4.2 cm;利用机载LiDAR点云数据验证,高程绝对精度提升了4.5 cm;充分说明本文方法可作为有效减少星载激光测距随机误差的一种方法,为高分七号卫星亚米级高程测量精度处理提供了不可或缺的基础.     

车载LiDAR用于轨道线带状图测量的高程精度分析

目前,轨道交通建设在各大中城市日益兴起,传统的测量技术手段难以快速获取城市轨道交通带状图,而车载LiDAR作为一种新的测量技术,能够实现快速、全面地获取道路两侧的详细地物信息,并且在高程测量上能够达到较高的精度。本文以SSW移动测量系统为硬件平台,采用多种作业方案对郑州市地铁轨道交通线进行带状图测量,针对各方案的高程测量数据,分析GPS信号强度、检校点密度、采集方式对点云高程精度的影响。试验结果表明,采用往返扫描的作业方式,可有效地减小系统误差,提供测量精度;当GPS信号较弱时,采用往返扫描的作业方式,并适当增加检校点密度,也能达到轨道交通带状图高程精度要求。     

基于机载LiDAR数据的建筑物轮廓提取

建筑物轮廓作为建筑物三维重建的重要元素，在建立智慧城市和数字城市中至关重要。本文针对从机载激光雷达点云中提取建筑物轮廓数据处理的点云滤波、建筑物屋顶面提取、建筑物轮廓提取，以及提取精度评定各环节存在的一些问题，提出了一种综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法。该方法在对机载LiDAR点云数据去噪的基础上，首先利用改进的区域生长算法滤波地面点，并基于地物点到地面的归一化高程特征通过高度阈值去除高度较为低矮的地物点；再基于三维Hough变换算法从剩余建筑物和高大树木点云中提取建筑物平面；最后使用α-shape算法提取建筑物的轮廓信息。对使用RIEGLVQ-1560i机载激光雷达测量系统扫描的某城区点云数据进行计算，通过匹配度、形状相似度和位置精度等评价指标对提取的建筑物轮廓进行精度评定。结果表明，综合区域生长改进算法、三维Hough变换算法和α-shape算法的建筑物轮廓提取方法可以准确提取建筑物的轮廓信息，对于大范围的建筑物轮廓提取具有稳定性和普遍适用性。     

利用参数独立分解的星载SAR干涉测量检校方法

在星载干涉合成孔径雷达中，干涉参数的准确性对高程精度起着至关重要的作用。传统干涉测量检校方法往往将影响量级不同的干涉参数组合在一起解算，无法精确获得每项干涉参数的修正量。针对此问题，本文提出一种利用参数独立分解的干涉测量检校方法。首先，根据三维重建模型，确定与干涉SAR测高有关的参数；随后，在确保几何参数精度的前提下，对干涉参数的敏感度进行定量分析；最后，采用独立检校算法解算每一项干涉参数误差，完成干涉测量检校模型的建立。本文选择陕西渭南区域4对TerraSAR-X/TanDEM-X数据进行了试验分析。结果表明，对于该试验数据，采用本文提出的参数独立分解方法，干涉测量检校后干涉结果的高程精度优于2.54 m，平原地区获取DEM的绝对高程精度优于1.21 m，山地地区获取DEM的绝对高程精度优于3.11 m，验证了本文方法的有效性和正确性，为我国平原及山区1：25 000比例尺的干涉SAR地形图测绘提供了技术基础。     

国产机载LiDAR安置角误差检校初探

机载LiDAR的对地定位的误差来源包括单机误差和集成误差.结合试验数据对集成误差中的最大误差源安置角误差检校进行探讨,从安置角误差检校的原理、方法到整个系统精度评定,得出国产机载激光雷达对地定位的相对精度.     

高精采集系统激光标定的评测方法

常用的激光标定评价方法是在检校场用同名特征点的距离误差衡量标定质量,选点的误差对高精度激光的标定评测不可忽略。本文提出了利用同名面评测激光的标定精度的方法,用控制点和静态激光建设精度较高的面检校场作为真值,从待评测激光点云中提取同名面,统计被评测激光的同名面和真值面之间的误差,评价激光的标定精度。该激光标定精度评测方法已经应用于高德高精采集车,并投产两年多,点云资料矢量化出的高精地图要素中相对精度优于10 cm的占比达到了98%。     

移动车载激光点云的道路标线自动识别与提取

对移动车载激光测量LandMark系统获取的路面激光点云数据进行研究,结合激光点云的回波反射率、扫描角,以及量测距离等特征信息与道路标线的属性信息,提出了一种基于车载激光点云的道路标线自动识别与提取算法。从点云中提取道路标线,采用最小二乘线性最优拟合算法对提取的标线点云进行拟合,生成道路标线的CAD轮廓线,实现道路标线的自动化识别。以移动车载LandMark系统的Sick激光扫描仪获取的路面激光点云为例进行实验,实验结果表明该方法的可行性和有效性。     

机载激光雷达单机检校方案研究

针对目前LiDAR的精度标定环节,本文分析了激光雷达的测距原理和影响测距精度的因素后,提出了对测距精度影响较大的激光器二极管电流强度、扫描半角、扫描频率、扫描距离以及灰度值的自身误差检测方法,展示了交通标志的特殊点云图像,并以此组织了完整的检校工作,验证了该检校方法的可行性,提出了可供参考的检测注意事项,为在测量结果中加入误差校正提供了理论依据。     

三维LiDAR激光扫描技术在不动产权籍调查中的应用

三维激光雷达(Light Detection and Ranging,LiDAR)系统通过发射和接收激光脉冲,能直接快速获得地表密集的高精度3维激光点云数据,以下简称LiDAR激光点云数据.本文应用车载LiDAR激光点云移动测量技术,结合房产测量系统及测区实际情况,对不动产测绘项目外业数据采集过程进行研究,并详细阐述了利用点云进行不动产外业测量的方法,最后与传统测图方法进行比较.结果表明,车载LiDAR激光点云移动测量技术可以满足不动产测绘的精度要求,而且外业数据采集效率较传统方法提高30多倍.可以为不动产测绘项目生产提供参考和借鉴.     

轻便型移动测量系统在大比例尺DOM质检中的应用

为研究车载移动测量技术在大比例尺DOM质量检验中的应用,本文以一种轻便型车载移动测量系统为例,首先介绍了系统及其误差来源,并通过已有数据检测分析系统的测量精度,继而利用该系统对城区0.2 m分辨率试验DOM进行点云采集、检测点提取和精度评定,结果表明利用轻便型移动测量系统进行大比例尺DOM的质量检验是可行的。     

高分七号卫星双波束激光测高仪在轨几何检校与试验验证

高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1:1万立体测图.由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度.针对高分七号双波束激光测高仪,本文提出了由粗到精的"两步法"在轨几何检校方案.首先,构建单波束激光在轨几何检校模型,基于特殊波形分析来估算激光足印落点位置信息,实现单波束激光指向粗检校;然后,以单波束激光在轨几何检校模型为基础,构建双波束激光在轨几何检校模型,在大气延迟改正、潮汐改正等基础上,采用地面探测器阵列捕获光斑,实现双波束激光指向测距联合检校.最后,采用平静湖面上的激光测高数据和地面控制数据,分别验证激光检校后相对和绝对高程测量精度.试验结果表明:高分七号卫星激光高程测量相对精度优于0.06 m(1σ),平坦地区的绝对测高精度达到0.10m(1σ).     

顾及平面特征的车载激光扫描系统外参数标定法

激光扫描仪外参数的标定是获取高精度三维地理信息数据的前提和保障。传统标定方法大多需布设特定的检校场、人工采集检校点,求解过程计算量较大。基于此,本文提出通过采集不同车行方向的同一区域的点云数据,提取平面特征数据并进行平面特征数据的自动化配准,对多个不同角度的平面特征的共同检校,实现三维空间中不同车行方向采集的相同地物点云的重合,最终完成系统外参数的标定的方法。试验结果显示,该方法对车载激光扫描系统外参数的标定实现了自动化,减少人工参与且达到了较高的检校精度。     

基于虚拟点模型的机载LiDAR系统自动检校方法

提出一种全自动的LiDAR系统误差检校方法。针对传统检校方法大多依赖手工提取几何特征,自动化程度低且对于实际数据的适应性差等不足,尝试建立一种基于特征点对应的新型检校方法,以发挥点特征数量丰富易于提取的优势,提高检校算法的自动性和实用性。首先提出虚拟连接点模型,解决了离散点云间的同名点对应问题;其次利用LiDAR数据的强度信息,设计了同名点自动提取流程;最后采用真实数据,并与基于共面约束的检校方法进行对比试验,证明了本文方法的可行性和有效性。