车载激光扫描仪距离测量参数标定

车载激光扫描仪的主要功能之一就是距离测量。距离测量的精度受多方面因素影响。试验表明,实测距离与实际距离间并非严格线性关系,因此有必要构建相应的数学模型来描述二者关系,进而提高激光扫描仪的距离测量精度。通过详细分析影响激光扫描仪距离测量精度的多种因素,有的放矢地设计了相关试验对RA-360激光扫描仪距离测量参数进行了标定,为后续的数据处理和其在车载系统中的应用奠定了基础,也为同类设备的标定提供了参考。     

不同距离对激光扫描仪测距的影响及处理

RA-360激光扫描仪能够同时获取360°圆周目标二维坐标数据，在城市三维数据采集中有广阔的应用前景。介绍了车载激光测量的缺点，根据其工作原理设计了一系列检校试验方案，提出其改正误差的方法，提供了一种可行的提高扫描仪测量精度的解决方案，并应用到实际中，为以后的车载三维建模打下基础。     

测量型RA_360激光扫描仪测距误差分析

随着三维激光扫描技术日臻成熟及其设备市场化,人们逐渐就其应用性展开相关分析研究,但对其测量数据的精度评定尚无成熟的理论及方法。本文基于车载3D建模测量系统中激光扫描仪的应用探讨了影响RA_360测量型激光扫描仪的测距精度因素,分析了其光锥与轴系正交性。通过试验数据分析了相关因素对测距精度的影响,分析了光锥与轴系的偏差大小,并对误差进行了改正。     

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。     

车载GPS／IMU／LS激光成像系统外方位元素的动态标定

提出一种带有微小转角修正的车载激光成像系统外方位元素标定方法.针对全球定位系统(GPS)、惯性测量单元(IMU)和激光扫描仪(LS)集成的车载激光成像系统(车载移动测绘系统),该方法使用6个微小旋转角参数和6个微小平移参数对传统标定模型参数进行修正.试验数据表明,方法可对系统的安装误差和时间同步误差进行有效改正.     

基于VLP-16激光雷达的360°全站式激光扫描仪设计与实现

激光扫描仪因其高效的数据获取方式和较高的精度被广泛应用于三维信息获取,其三维激光点云数据成果可生产多种测绘产品。其中360°全站式激光扫描仪具有全视场扫描能力,应用场景非常广泛。目前常用的三维激光扫描仪因其成本太高,限制了三维激光测量技术的大范围应用。本文利用Velodyne公司生产的VLP-16激光雷达结合电子水平度盘、电子三轴补偿器,设计并实现了一款360°全站式激光扫描仪,利用Windows系统平台开发数据处理软件,对扫描数据进行实时存储与事后处理。试验表明,该激光扫描仪测距精度3 cm,测角精度小于0.3°,具有静态测量能力,同时硬件成本较低,可以大范围推广应用于室内测量、盘煤等生产领域。     

直接地理参考中轨迹插值算法对精度影响的评估

移动测量中定位定姿系统的精度决定了整个系统的精度,为了获得激光扫描仪采样时对应测量系统时间点处的轨迹数据,需要进行插值。本文介绍了移动测量系统和直接地理参考,给出了典型的插值算法,以笔者所在学校车载移动测量系统的实测数据进行轨迹插值测试,对各种插值算法在不同移动速度下的轨迹插值结果的精度和效率进行了比较,并分析了对激光脚点定位精度的影响。结果表明,对位置进行移动线性插值,对姿态进行移动自然样条插值可以取得较好的精度和效率。     

一种车载线阵激光扫描测量系统几何标定模型

提出了一一种基于几何关系的车载线阵激光扫描测量系统标定模型。该模型通过严格的数学推导得到了计算车载激光扫描仪两个主要旋转参数的数学模型。基于该模型的标定方法考虑到了主要旋转角之间的相关性,且操作简单易实现。在平坦场地上,仅需一块平板以及卷尺即可进行。实验结果表明,该模型具有较好的稳定性、抗噪性和较高的内符合精度。     

车载3D激光扫描系统集成技术

移动激光扫描技术是从上世纪90年代初逐步发展起来的一门测绘技术,也是当今测绘界最为前沿的技术之一,可用于工程测量和制图等诸多领域。地面3D激光扫描仪具有测量速度快,精度高等优点。本文以奥地利RIEGL公司的地面三维激光扫描仪VZ400为例,研究将其作为移动测量系统的主要传感器所涉及的关键技术,包括联机控制、时间基准统一和空间基准统一三个方面:解析了激光扫描仪的接口定义,并结合联机控制的开发库——RiVLIB实现的仪器的联机控与数据通信;给出了基于GPS秒脉冲信号的时间同步原理,实现了系统时间基准的传递与统一;分析了移动测量系统中的坐标系,并根据地面三维激光扫描仪的实际情况,构建了单站的参数标定模型。通过本文的研究与实验,使测量系统实现常见移动测量的二维帧扫描模式以及针对重点区域的三维全景扫描模式,同时,当它闲置时还可将激光扫描仪拆卸进行静态的扫描,丰富了系统的测量方式,提高了系统的适应性与使用效率。     

360°激光扫描仪测角误差检校方法探讨

本文在分析激光扫描仪测角误差影响因素基础上,探讨360°车载激光扫描仪测角误差的2种检校方法,即动态法和静态法;并结合TerraScan软件和matlab处理点云数据,设计数学模型对误差进行改正;最后对试验结果进行了详细分析.     

无地面控制点的车载激光扫描系统外标定方法

车载激光扫描技术能够高效率、高精度、低成本地获取城市三维地理数据,是最先进的三维地理数据获取手段之一。车载激光扫描系统的精确外标定是获取高精度车载激光点云的前提;通常采用建立三维控制场的方法对车载激光扫描仪进行外标定,该方法灵活性差,且需要耗费大量人力物力建立三维控制场。针对此,提出一种无需地面控制点的车载激光扫描系统外标定模型及参数解算方法,该方法利用车载激光扫描系统对同一地物多次扫描的激光点云需重合作为约束条件,使用LM(Levenberg-Marguardt)最优化算法解算标定参数,使用该方法对车载激光扫描系统进行了外标定,并用实测控制点验证了标定后系统的定位精度。     

车载测量系统几何标定的探讨

文章针对移动车载测量系统的各项系统误差来源进行了分析,建立了相机畸变模型,以地面高精度三维控制场为依托对各项系统误差(相机畸变、GPS偏心矢量、IMU视准轴偏心角)进行了标定,并对标定后系统的直接定位绝对精度进行了评估。实验证明,系统几何标定之后具有较高的直接定位绝对精度,能够满足移动测量的需求。整个标定方案对于其他移动测量系统也具有一定的借鉴意义。     

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。     

车载移动测量系统研制与应用实践

为满足高精度空间信息获取的需求,本文在集成高端国产激光雷达、惯性测量单元等传感器的基础上,研发了新一代测绘级车载移动测量系统。设计优化了系统通信总线,对影响系统精度的因素进行了分析,并提出了激光雷达锥扫角标定方法及系统整体标定方法,提出了使用RTK优化POS数据的方法,精度达到厘米级。该系统在带状测图、高精度导航地图生产中进行了探索应用,证明系统安装便捷,采集处理速度快,满足高精度空间数据获取的需求,提高了空间数据获取的效率和精度。     

车载三维激光扫描系统的外参数标定研究

通过建立车载三维激光扫描系统的严密定位模型,并推导出激光扫描仪坐标系和惯导载体坐标系间的平移与旋转参数的求解公式。试验结果表明,本标定方法具有较高的标定精度,对城市测绘具有重要的应用价值。     

中海达船载移动测量系统在河道、库区测量中的应用

<正>近年来,随着激光雷达的发展,三维激光扫描仪和移动测量系统也尝试被应用到河道测量中,它能对物体进行三维扫描,从而快速获取目标的高密度三维坐标,同时也是一种实时性、主动性、非接触、面测量的数据获取手段。中海达船载移动测量系统主要由三维激光扫描仪、卫星定位模块、惯性导航系统、360°全景相机、多波束(可选配)、同步信号集成控制模块及嵌入式计算机系统组成。该系统在载体移动过程中能快速获     

可量测360°街景地图建库与在线发布技术分析

提出一种融合360°高清全景影像和三维激光点云的可量测街景地图建库与快速在线发布技术。首先对可量测街景地图的特征和数据模型进行探讨,提出基于车载三维激光全景移动测量系统的连续可量测街景处理和建库方法。其次,提出了可量测街景影像在线发布的技术框架,设计并开发了基于Flex的街景客户端浏览控件。最后,以天地图·义乌为例,开展从车载三维激光全景移动测量系统数据采集、数据处理到街景发布实践,建立了义乌市可量测街景地图在线服务,并与市级地理信息共享服务平台无缝对接,实现了市级地理信息共享服务平台街景在线发布。     

车载激光扫描测量系统整体误差模型建立及其分析

影响车载激光扫描测量系统的点云定位精度的误差按来源主要分为测量误差、设备安置误差、数据处理误差3类。本文从车载激光扫描测量系统空间基准统一方程出发,推导了车载激光扫描测量系统综合误差模型,并分别研究了激光测距与测角、POS定位与定姿、激光扫描仪的安置参数及尺度因子等对激光脚点定位精度的影响规律。     

低成本大视场深度相机阵列系统

在测距传感器不断轻量化、小型化以及室内外地图一体化导航应用的驱动下,三维（3D）室内移动测量成为当今研究和应用的热点,在室内建模、室内定位等新兴领域中的应用越来越广泛。3D室内移动测量系统通常配备激光扫描仪、全景相机、惯性测量单元（inertial measurement unit,IMU）系统和里程计等传感器,虽能实现3D室内点云数据的采集,但其距离传感器-激光扫描仪价格昂贵且便携性较差。彩色深度（RGB depth,RGB-D）相机为低成本3D室内移动测量系统构建提供了新的距离成像传感器选择,但主流型号RGB-D相机视场角小,继而导致数据采集效率远低于传统激光扫描仪,难以做到点云数据的完整覆盖与稳健采集,且易造成同时定位与制图（simultaneous localization and mapping,SLAM）过程中跟踪失败。针对以上问题,构建了一种低成本室内3D移动测量系统采集设备,通过组合多台消费级RGB-D相机构成大视场RGB-D相机阵列,提出了一种阵列RGB-D相机内外参数标定方法,并通过实验检验了设计系统采集的点云数据的精度。     

车载移动测量系统精度影响因素分析研究

以宁波市测绘设计研究院的车载激光扫描与全景成像城市测量系统为例,在速度、激光入射角和GPS信号失锁等不同外部条件影响下,获取了大量实验数据。综合分析评价了车载移动测量系统的数学精度变化情况,为移动测量系统在各种城市测量环境中的适用性提供参考依据,以期扩大该技术在测绘领域的应用。