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车载测量系统数据处理若干关键技术研究

邹晓亮  
【摘要】:本文以车载移动测量系统的应用为背景,重点探讨车载测量系统数据处理的理论、方法和关键技术,主要围绕POSLV实时组合导航策略、POS(GPS/IMU)数据后处理方法、车载测量传感器偏心分量的检校、序列影像的三维坐标解算与像点匹配、基于激光点云的电线杆和道路标线提取等方面进行了较为系统的分析和实验,取得了对工程应用有价值的实验结论。本文主要工作和创新点如下: 1.从车载测量组合传感器之间的空间位置和方位关系入手,探讨了各种车载传感器偏心分量采取各不相同的检校方法;提出了基于激光点云滤波分类的检校方法,实现了多组合传感器空间配准的精化。针对工程试验的需求,设计了车载测量系统的检校场与地面控制点的布设方案。 2.分析了GNSS/IMU/GAMS/DMI多种组合传感器系统POSLV的实时组合导航策略;并以两个工程实验测区获取的POS数据为基础,研究了单基准站紧组合差分SingleBase、单基准站松组合差分DGNSS、精密单点定位PPP等模式的POS数据后处理技术与方法,分析了GPS卫星无失锁和有失锁两种情况下POS数据后处理定位、定姿的精度。 3.将摄影测量空间前方交会的原理应用于车载序列影像的物方恢复,推导了车载序列影像空间前方交会计算地物点的公式,实现了基于SITCOL和SIOCTL两种方法的车载序列影像空间前方交会计算地物点的算法。 4.将计算机视觉理论引入到车载序列影像中,研究利用序列影像进行影像匹配获取同名像点的方法;实现了Harris算子的地物特征点提取,相关系数匹配,以及基于RANSAC稳健性估计的两视匹配和多视匹配,并将两视基本矩阵F、基于三视的三焦点张量T、相机矩阵的理论及方法应用于序列影像,实现了像点的匹配。 5.提出一种基于车载激光扫描数据的电线杆自动识别与定位算法。该算法将投影点密度的思想和电线杆的几何特性相结合,实现了电线杆的自动检测和定位,实验结果验证了该算法的可行性和有效性。 6.提出了一种基于激光LiDAR点云数据的道路标线自动识别算法。将激光LiDAR的回波反射率、扫描角、激光测量的距离与交通标线的属性特性相结合,实现了道路标线的自动识别,生成了道路标线的CAD图。


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