三維激光掃描分類及工作流程(編輯修改稿)
2024-08-31 23:09 本頁面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 車載激光掃描系統(tǒng)是集成了激光掃描儀，CCD相機(jī)以及數(shù)字彩色相機(jī)的數(shù)據(jù)采集和記錄系統(tǒng)，GPS接收機(jī)，基于車載平臺(tái)，由激光掃描儀和攝影測(cè)量獲得原始數(shù)據(jù)作為三維建模的數(shù)據(jù)源。 作業(yè)流程（1）數(shù)據(jù)采集首先，利用GPS對(duì)載車進(jìn)行定位，獲得準(zhǔn)確的測(cè)量原點(diǎn)大地坐標(biāo)。再利用GPS和IMU對(duì)載車測(cè)繪基準(zhǔn)的姿態(tài)進(jìn)行測(cè)量，得到大地坐標(biāo)系下三維激光掃描儀的高低角、偏航角以及滾動(dòng)角。然后，利用三維激光掃描儀對(duì)測(cè)繪點(diǎn)進(jìn)行逐點(diǎn)測(cè)量，得到測(cè)繪點(diǎn)相對(duì)于測(cè)繪基準(zhǔn)的方向角、高低角以及距離。通過坐標(biāo)換算的到測(cè)繪點(diǎn)的大地坐標(biāo)。目標(biāo)屬性等信息通過CCD相機(jī)同步采集的照片進(jìn)行辨識(shí)。（2）數(shù)據(jù)處理高速視頻攝像機(jī)的圖像信息不參與三維真實(shí)場(chǎng)景建模，主要用于測(cè)量場(chǎng)景記錄。在后續(xù)數(shù)據(jù)處理中，通過對(duì)高精度定位定向系統(tǒng)各傳感器測(cè)量信息的處理得到車輛行駛的準(zhǔn)確路線和姿態(tài)；通過對(duì)激光掃描儀的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)、線、面特征的提取可確定測(cè)量物體的三維幾何形狀；利用高精度定位定向系統(tǒng)輸出的位置和姿態(tài)信息、從點(diǎn)云數(shù)據(jù)中提取測(cè)量物體三維幾何形狀及從面線陣CCD相機(jī)測(cè)量信息中提取的線性特征和紋理數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)二三維真實(shí)場(chǎng)景建模。目前常見的三維數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中，使用的都是面陣相機(jī)進(jìn)行紋理信息采集。數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)預(yù)處 、數(shù)據(jù)濾波、數(shù)據(jù)分類和建筑物特征提取。1) 數(shù)據(jù)預(yù)處理目的就是將車載激光掃描樂統(tǒng)采集的GPS數(shù)據(jù)、三維激光掃描儀數(shù)據(jù)等聯(lián)合解算得到數(shù)據(jù)后處理所用的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。2) 數(shù)據(jù)濾波主要是去除測(cè)量噪聲和提取地面點(diǎn)，得到后續(xù)處理所需要的原始數(shù)據(jù)。3) 數(shù)據(jù)分類以自動(dòng)化和人工交互相結(jié)合的形式實(shí)現(xiàn)，目的是將濾波后的激光掃描數(shù)據(jù)區(qū)分為地面點(diǎn)和其他不同種類的地物點(diǎn)。4) 建筑物特征提取從分類后的數(shù)據(jù)巾提取建筑物數(shù)據(jù)，從中提取建筑物特征。特點(diǎn)1) 該系統(tǒng)借助于搭載在運(yùn)動(dòng)載體上的傳感器并輔之以導(dǎo)航定位系統(tǒng)進(jìn)行載體的絕對(duì)位置獲取通過建立相對(duì)位置傳感器和絕對(duì)位置傳感器統(tǒng)一的時(shí)間基準(zhǔn)和空間基準(zhǔn)完成數(shù)據(jù)的融合，既滿足建模的高效、精細(xì)，又滿足測(cè)量的高精度。2) 數(shù)據(jù)信息豐富。獲取的點(diǎn) 數(shù)據(jù)包含物體表面精細(xì)的數(shù)據(jù)信息，每個(gè)點(diǎn)均帶有三維坐標(biāo)信息和回光強(qiáng)度值，真實(shí)地展現(xiàn)了物體的原貌，可以有效解決形狀復(fù)雜物體的建模問題。3) 在城市人口、建筑密集區(qū)，無地面控制點(diǎn)的情況下，可以實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、快速地采集目標(biāo)地物的三維信息。4) 與機(jī)載系統(tǒng)相比，獲取數(shù)據(jù)為三維空間物體立面的幾何信息，距離物體較近，數(shù)據(jù)精度也相對(duì)提高，節(jié)約了成本。應(yīng)用： （1） 公路測(cè)量，維護(hù)和勘察，公路檢測(cè)，公路幾何模型（2） 道路設(shè)施（3） 電力設(shè)施（4）
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