车载激光三维信息采集与数据处理

作     者：王贵宾 

作者单位：首都师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘先林;张爱武

授予年度：2007年

学科分类：081603[工学-地图制图学与地理信息工程] 07[理学] 082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 070503[理学-地图学与地理信息系统] 080204[工学-车辆工程] 0705[理学-地理学] 0816[工学-测绘科学与技术] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：激光扫描 数据采集 三维信息 联合解算 

摘      要：激光扫描仪因其方便、易用和数据精度高等优点在测绘，文物保存，城市规划和数字娱乐等领域有广泛的应用。三维激光扫描仪获取的数据包含实测场景的距离信息所以又被称为深度数据(Range Data)或距离图像(Distance Image)。 由于激光扫描的原理和特点，对室外实际场景扫描将产生巨大的数据量。庞大的数据量增加了硬件的负担，也增加处理的难度。近年来，由于硬件价格的下降，和并行算法的应用领域的推广，所以利用深度数据来快速、高效实现数据处理与场景建模一直是计算机视觉和图形学领域的十分重要的前沿课题，是全世界很多研究机构普遍关注的研究热点和难点。 在3D处理领域，OpenGL作为一个高效和相对易用的3D引擎，已经被大多数的硬件和操作系统所支持，在实际中得到了广泛应用和普及。 本文作为车载三维数据采集系统的重要组成部分，在系统介绍了计算机串口通信、激光扫描原理、三维OpenGL三位处理的相关内容后，着重分析讨论了车载三维数据采集和数据处理过程中各传感器之间的时间配准、空间配准，三维数据滤波和目标地物三维信息的提取等重要内容。本文的主要贡献： 1：实现了采用二维激光扫描仪和移动平台的三维数据采集 2：解决了车载移动平台多传感器系统的时间匹配和空间匹配问题 3：现实城市人口、建筑密集区三维地物特征提取的算法实现 4：解决了在城市人口、建筑密集区，无地面控制点的情况下，实时、动态、快速的采集目标地物的三维信息。 总之，本研究通过大量的实验，实现了城市人口、建筑密集区三维数据的实时、动态、快速采集和处理，为解决这部分地区三维数据的采集和处理提供了一套可行的有效方法。