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激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究

作　者: 杨长强
导　师: 叶泽田
学　校: 山东科技大学
专　业: 摄影测量与遥感
关键词: 车载激光扫描激光扫描仪检校点云点云分类点云矢量化
分类号: TP334.22
类　型: 博士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

激光扫描技术是近几年刚刚发展起来的新型测绘技术,采用这项技术可以在短时间内获取大面积,高精度和高密度的三维空间数据,因此被认为是测绘领域的一场新的革命。车载激光数据采集又是激光扫描技术一个新的发展方向,目前对其研究尚处于起步阶段。车载激光数据采集系统集成了GPS, IMU, LS和CCD等多种传感器,在车辆行进过程中获取道路两侧的点云和影像信息。由于集成的传感器数量多,采集的点云信息量大,因此在数据采集和处理过程中有许多关键问题需要研究。论文在激光扫描仪的外方位检校,车载激光点云的分类和矢量化方面做了深入研究,创新性工作包括：1、提出并实现了基于同名线段对应的激光扫描仪外方位间接检校的数学模型,为实现该数学模型,设计了检校场,并设计制作了相关检校标志。对该算法的检校结果进行分析并给出相关改进方案。2、提出并实现了基于多分辨率的渐进式车载激光点云分类算法。由于车载激光点云建筑物立面信息多样,街景两侧成分复杂,点云采集过程中干扰信息多,直接将点云中的地物信息提取出来难度很大。根据高低分辨率图像各自的优势,各种物体信息在点云中不同,论文提出了多分辨率渐进式分类算法。3、提出并实现了基于点线面模式的车载激光点云矢量化算法。与逆向工程等领域的点云处理方法不同,在测绘领域中,点云处理的一个重要的考虑因素是大量干扰点的剔除。相对于固定站点和机载激光点云,车载激光点云表现的地物更复杂,干扰点更多。论文利用基于扫描线矢量化的思想,对于车载散乱激光点云进行二维排序后,在每一条扫描线中进行线段拟合,在不同扫描线间将线段进行平面拟合,从而完成了基于点线面模式的车载激光点云矢量化算法。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
1 绪论  12-29
  1.1 研究背景  12-16
  1.2 激光点云采集系统  16-21
  1.3 论文研究内容及国内外研究现状  21-26
  1.4 论文主要创新性工作  26
  1.5 主要术语  26-28
  1.6 论文结构  28
  1.7 小结  28-29
2 移动测量系统(MSMP)  29-39
  2.1 MSMP组成  29-30
  2.2 MSMP数据采集原理  30-38
  2.3 小结  38-39
3 激光扫描仪外方位检校  39-61
  3.1 基于同名线段对应的激光扫描仪间接检校  39-53
  3.2 基于同名点对应的激光扫描仪直接检校  53-58
  3.3 基于DLT算法原理的面阵相机与激光扫描仪之间的检校  58-60
  3.4 小结  60-61
4 基于多分辨率的渐进式车载激光点云分类  61-82
  4.1 概述  61-63
  4.2 基于多分辨率的渐进式车载激光点云分类算法原理  63-65
  4.3 网格大小及网格中投影点的数量的确定原则  65-69
  4.4 哈夫变换  69-73
  4.5 基于多分辨率的渐进式车载激光点云分类算法实例  73-80
  4.6 其它人工地物的提取  80-81
  4.7 小结  81-82
5 城市建筑物激光点云的矢量化  82-118
  5.1 抗干扰线段拟合算法概述  82-89
  5.2 点云矢量化方法概述  89-94
  5.3 矢量信息存储的数据结构  94-98
  5.4 基于点线面模式的车载城市激光点云的矢量化算法  98-117
  5.5 小结  117-118
6 总结与展望  118-120
  6.1 论文主要工作及创新点  118-119
  6.2 论文不足及工作展望  119-120
附录A  120-125
附录B  125-127
参考文献  127-134
致谢  134-135
攻读博士期间发表的论文和参加的科研项目  135

激光扫描仪检校及车载激光点云的分类与矢量化研究

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