学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

车载三维激光移动建模系统总体检校方法研究

作　者: 胡竞
导　师: 刘先林；钟若飞
学　校: 首都师范大学
专　业: 地图学与地理信息系统
关键词: 车载三维激光系统控制点检校特征面检校检校数学模型精度分析
分类号: TN249
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 170次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着城市数字化以及信息化理念日益发展,人们对城市三维空间信息的需求日益增长。三维空间数据的快速获取技术已然成为地球空间信息获取技术的发展核心和前沿。激光扫描测量技术作为一种全新激光测距技术,通过高速激光扫描能够大面积高分辨率地快速获取目标物的三维空间信息。同时,随着GPS技术、惯性导航、CCD技术等蓬勃发展,这些技术手段都成为高精度移动测图集成技术快速发展的推动剂。车载三维激光移动测图系统正是将定位定姿技术、激光扫描测量技术以及CCD数字影像技术融为一体,可用于快速直接获取被测物的三维空间信息。车载三维激光移动测图系统获取三维空间信息的精度与准确性在很大的程度上取决于系统的总体检校,基于此本论文对车载三维激光移动测图系统的总体检校方法作了相关研究与实现。在之前的工作中,车载系统总体检校采用控制点检校的原理和实验方法并对实验结果进行了详细的分析。此方法需要布设大量控制点,然而在激光点云中准确的找出控制点是一项非常艰难的工作。为减少工作量,我们尝试利用建筑物特征面来进行检校,此时只需要在墙面上布设三个控制点用以确定平面方程,论文中对此方法的原理以及实验方法也给予了详细介绍并将其实验结果与控制点检校实验结果对比验证此算法的有效性。论文在车载三维激光移动测图系统研究的背景下,围绕车载系统总体检校的内容、原理、算法、实验设计以及实验结果分析展开。论文首先介绍了车载三维激光移动测图系统总体检校研究的意义以及国内外相关研究现状；其次概述了整个车载系统并详细介绍了组成车载系统的各个传感器模块以及获取数据的作业流程,了解整个系统的作业流程有利于建立各个传感器之间的位置关系的数学模型,这对于系统总体检校非常重要；接下来从坐标系定义、坐标转换、检校数学模型、建立误差方程、最小二乘方法解算等方面介绍了控制点检校方法和基于特征面检校方法的内容与原理,包括算法分析理论以及检校计算程序的设计；并从实验场布设以及实验方法实现介绍阐述了两种检校实验方法的实验步骤,对实验结果进行了详细分析以及精度分析；最后总结了论文现阶段工作进度以及获取成果,并指出其中不足之处以及论文进一步研究工作和方向。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
目录  7-9
图表索引  9-10
第一章绪论  10-16
  1.1 论文的研究背景及意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-13
  1.3 论文工作任务与技术路线  13-14
  1.4 论文结构  14-16
第二章车载三维激光移动测图系统简介  16-23
  2.1 系统总体结构  16-17
  2.2 系统传感器模块  17-20
    2.2.1 激光扫描仪  17-18
    2.2.2 惯性测量单元(IMU)  18-19
    2.2.3 GPS  19-20
    2.2.4 线阵CCD相机  20
  2.3 系统工作流程  20-22
  2.4 小结  22-23
第三章车载系统激光与POS总体检校方法  23-37
  3.1 坐标系统定义及转换关系  23-28
    3.1.1 坐标系统定义  23-25
    3.1.2 坐标系转换  25-28
      3.1.2.1 激光坐标系转换到POS坐标系  26
      3.1.2.2 POS坐标系转换到大地坐标系  26-28
    3.1.3 车载激光扫描测距综合几何关系  28
  3.2 控制点检校方法设计  28-30
    3.2.1 检校基本原理  28-29
    3.2.2 建立误差方程与求解  29-30
  3.3 基于特征面的检校方法设计  30-32
    3.3.1 检校基本原理  30-31
    3.3.2 建立误差方程与求解  31-32
  3.4 误差参数的解算方法分析理论  32-34
  3.5 检校算法程序设计  34-35
  3.6 小结  35-37
第四章控制点检校方法检校实验与分析  37-47
  4.1 控制点检校方法检校实验  37-46
    4.1.1 实验场布设  37-39
    4.1.2 实验数据获取  39-41
    4.1.3 实验结果分析  41-46
  4.2 小结  46-47
第五章基于特征面的检校实验与精度分析  47-52
  5.1 基于特征面的检校方法检校实验  47-51
    5.1.1 实验设计  47
    5.1.2 实验数据获取与处理  47-49
    5.1.3 实验结果及精度分析  49-50
    5.1.4 精度验证结论  50-51
  5.2 小结  51-52
第六章总结与展望  52-54
  6.1 总结  52
  6.2 进一步研究方向  52-54
参考文献  54-57
致谢  57

车载三维激光移动建模系统总体检校方法研究

内容摘要

全文目录

相似论文