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。     

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。     

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。     

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。     

车载激光扫描的三维信息融合技术

本文针对具体应用领域,分析了传统三维量测手段的不足,提出了将激光扫描技术和定位定姿技术运用于车载平台获取三维信息的技术途径;概述了车载激光扫描的系统架构和工作原理,详细分析了激光点云与GPS数据、IMU数据及数字图像的多源信息融合算法;并对实验结果进行了分析。结果表明:该方法具有高效率、高精度、无需控制点、全自动化等技术优势,在数字城市建设、应急救灾等领域具有广阔的应用前景。     

车载三维激光扫描系统外参数标定研究

车载三维激光扫描技术是近年来兴起的获取三维空间信息的重要手段,具有速度快、成本低等特点。车载激光扫描系统主要由激光扫描仪、全球定位系统和惯性导航系统组成。车载激光扫描系统中存在多种误差,本文对系统中的安置误差进行了介绍,对该误差提出了一种通过面寻找同名点检校的方法,并给出了检校流程,最后通过比较特征点坐标来检验检校的结果。     

基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法

为了对UWB(Ultra Wide-Band)室内定位系统精度进行有效的评估,提出了一种基于运动捕捉系统的UWB室内定位精度标定方法。该方法的实现是基于两个实验完成的。其一是使用全站仪对运动捕捉系统进行精度验证,通过布尔莎七参数坐标转换模型对实验数据进行处理,表明了运动捕捉系统的精度满足要求,可以用于标定UWB室内定位系统的精度。其二是通过运动捕捉系统来标定UWB室内定位系统的精度,以运动捕捉系统采集的数据为真值,将UWB室内定位系统采集的数据与运动捕捉系统采集的数据进行比较,得出的标定结果符合实际情况,表明了标定方法是有效和可靠的。     

球形标靶的固定式扫描大点云自动定向方法

根据目前地面激光扫描数据获取速度快、数据量大、测量距离远、专用特殊材料制作的标靶识别距离近、点云定向数据处理相对滞后、自动化程度低、不能适应远距离地形测量的现状,提出了从大点云中(每站1亿点以上)自动探测远距离标靶的点云定向方法。该方法首先根据标靶控制点的工程测量坐标信息,搜索到标靶所在点云环,然后对各点云环进行扇形分区,快速探测标靶,获取标靶中心扫描坐标,最后平差计算扫描仪位置参数和姿态参数,实现点云坐标到工程测量坐标的转换。该方法在普通配置的计算机上得到实现,并成功用于远距离山区地形测量,其中定向标靶半径0.162m,标靶到扫描站距离在180~700m之间。     

车载摄像机外参数的动态卡尔曼滤波标定法

本文针对结构化道路条件下自主驾驶车车载摄像机外参数的动态实时标定问题,分析了自主车的动力学模型、高速公路的动态道路模型以及车载摄像机的成像模型之间的关系;利用扩展卡尔曼滤波,提出了一种在线动态标定算法,并实现了车载摄像机的实时自动标定。通过实车试验,验证了方法的正确性。     

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。     

基于罗德里格矩阵的三维激光扫描点云配准算法

本文提出了一种基于罗德里格矩阵的激光扫描点云配准直接计算方法。利用反对称矩阵和罗德里格矩阵的性质,用3个独立参数代替3个旋转角参数建立一种新旋转矩阵解算模型,推导出旋转变换误差方程,确定平移参数的计算公式。通过实验分析了坐标转换模型的精度和点云配准效果,结果表明该算法精度高,计算过程简单,可以准确地解算出三维坐标转换参数。     

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。     

手持GPS接收机校准方法探讨

手持GPS接收机的校准是检验此类产品是否达标的重要工作,在实际应用中经常遇到。针对手持机测量大地高精度偏低的问题,该文在传统理论的基础上,提出了"大地高取代法""实测拟合法"和"特定校准法"三种手持机校准方法。通过实测案例论证了所提方法的有效性,经对比分析,推荐使用更全面的"实测拟合法"进行校准工作,以保障手持GPS接收机校准结果的客观准确性。该文对于手持GPS接收机的实际校准工作具有一定的参考价值。     

基于移动式激光扫描的点云数据处理

因具备高速、灵活和高精度的特点,移动式激光扫描被广泛用于地铁隧道的监测系统中.针对现有数据处理方法的里程配准误差大、数据利用率低的问题,本文提出了从扫描到后处理的一体化数据转换方法.在预扫描阶段,对隧道进行预标定,根据速度曲线的概率密度确定噪声界限;在正式扫描阶段,标定小车匀速运动的开始计速点,仅在惯导速度超限的情况下...     

复杂城区车载激光扫描点云分层路段定位与数据纠正实验研究

高精度的车载点云数据是实现各种城市地物要素提取的前提,但在复杂城市环境下车载作业时信号遮挡、衰减和多径效应频繁发生,进而造成点云数据精度严重降低,如何对复杂环境下的点云数据进行分析和纠正就显得至关重要.现有的质量分析方法多从测距误差、仪器安装误差和数据处理误差方面出发,虽然可以在一定程度上改化数据,但在如何快速定位出分...     

不依赖人工定标器的全极化SAR定标研究进展

极化定标是极化合成孔径雷达应用的前提。传统极化定标方法以地面布设的人工定标器为参考,通过极化畸变模型对系统误差进行求解与标定。然而,人工定标器价格昂贵、数量稀少,每次定标任务都需根据传感器过境方向、雷达视角等信息进行设备调整;此外,现代雷达系统工作波位多、入射角调节范围大,不同视角获取影像的定标参数也不相同,这对地面定标设备的布设精度、调整的时效性提出了更高要求。为了及时、快速地完成极化定标,如何以自然界中的某些特殊地物作为人工定标器的替代品来完成定标具有重大的科学价值。本文综述了近年来国内、外提出的不依赖人工定标器的SAR极化定标研究进展（即自主定标）。首先阐述了极化定标的基本流程与极化质量评价体系;然后对近年来高精度自主定标相关研究进行了梳理,根据技术特点将其分为基于自然地物约束的自主极化定标、基于似角反射器的自主极化定标两类,对不同算法适用性进行了分析;最后对未来的研究方向进行了展望。     

单线激光雷达扫描的矿车装载量核算方法

面向露天矿山生产对于矿车装载量核算的需求,本文提出了一种利用单线激光雷达扫描的矿车装载量自动核算方法.该方法首先采用固定式单线激光雷达对目标车辆进行俯视扫描,基于车辆形态特征分割出载荷物顶部点云;然后经时态校正,并与预先构建的车辆信息数据库进行匹配,重建出载荷物的三维表面模型;最后通过对载荷物表面模型的切片积分实现方量...     

基于车载式激光扫描的地铁隧道结构检测

本文针对地铁隧道结构检测的基本内容和要求,基于车载式激光扫描技术研究了地铁隧道结构的检测方法.采用车载激光扫描系统采集地铁隧道的点云数据,采用基于RANSAC算法和大小尺度法线算法的组合滤波方法对点云数据进行预处理,通过对隧道点云数据的切片、拟合、展开等处理,计算并分析了地铁隧道的断面变形、收敛值、错台值及渗漏值等.研...     

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%。