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三维激光和单目视觉间的联合标定与数据融合

三维激光和单目视觉间的联合标定与数据融合

作者：陈东大连理工大学

学位级别：硕士

对于工作在复杂场景中的移动机器人系统,如何使其具有良好的场景理解能力是一个极具挑战性的课题。近年来随着机器人学以及相关领域技术的快速发展,自主移动机器人逐渐从室内环境过度到室外环境,从结构化环境过度到非结构化环境。这一... 详细信息

对于工作在复杂场景中的移动机器人系统,如何使其具有良好的场景理解能力是一个极具挑战性的课题。近年来随着机器人学以及相关领域技术的快速发展,自主移动机器人逐渐从室内环境过度到室外环境,从结构化环境过度到非结构化环境。这一发展趋势对移动机器人性能和技术提出了更高的要求。为了取得高层次智能行为,信息感知,挖掘以及融合是其关键组成部分,决定了信息有效利用的程度。本文主要针对室外大场景下移动机器人三维激光和单目视觉间的标定和数据融合进行了研究。本文首先对单传感器的弱点进行了探讨,指出了其在信息提取和功能上的局限性。进一步分析给出了配备有多传感器室外移动机器人系统在传感器信息融合方面的前沿和实用化技术,指出多传感器融合技术是获取有用信息的有效手段。然后针对移动机器人平台上装配的三维激光和单目视觉传感器间的标定方法进行了重点研究。采用两级标定方法,对单目摄像机进行了在线标定。通过对已有的激光和视觉传感器间标定方法的分析,设计实现了新的自动标定方法。利用设计的标定装置完成三维激光和单目视觉之间的自动联合标定。标定过程中激光数据特征角点的提取过程分为检测与校正两阶段。检测阶段将原始三维激光数据与二值化后的测距数据矩阵进行映射关联与统计分析;校正阶段通过与由标定板中黑白格角点所构造的标准模板相匹配,提高了角点提取精度,进而采用迭代优化方法进行求解。该方法克服了手动操作误差不可控,且仅限于近距离标定及对噪声敏感等不足。通过三级误差分析手段保证了标定结果的正确性。本文最后从三个不同角度给出了室外大范围场景下,三维激光和单目视觉间数据相融合的方法,分别是利用图像渲染三维激光点云数据形成的彩色激光图,将三维激光投影到二维平面生成的深度图以及利用激光的深度信息对场景图像提取的局部描述符的校正。该工作为移动机器人室外复杂环境下增强建模、信息深度融合及虚拟现实技术奠定了基础。

关键词：多传感器信息融合室外环境建模三维激光单目视觉自动标定

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三维激光实景技术在智慧城市建设中的应用

测绘通报 2016年第4期 142-143页

作者：闫晨武汉海达数云技术有限公司湖北武汉430023

一、三维激光实景技术特点中海达旗下子公司武汉海达数云技术有限公司致力于高精度三维激光测量系列产品的开发、应用服务与产业化,以完全自主知识产权的高精度三维激光测量技术为核心,以3S技术为依托,围绕高精度三维激光扫描仪器及其... 详细信息

一、三维激光实景技术特点中海达旗下子公司武汉海达数云技术有限公司致力于高精度三维激光测量系列产品的开发、应用服务与产业化,以完全自主知识产权的高精度三维激光测量技术为核心,以3S技术为依托,围绕高精度三维激光扫描仪器及其集成系统的研发、生产、销售与行业应用,面向测绘地理信息、数字文化遗产、精密工业测量、智慧城市等领域提供完整的信息化解决方案与服务,为数字三维世界建设与应用提供技术支撑。

关键词：高精度三维三维激光激光测量数字文化城市建设地理信息应用服务自主知识产权三维世界激光扫描

三维激光实景技术在数字园林信息化建设中的应用

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测绘通报 2017年第3期 153-154页

作者：彭劲松闫晨湖南环境生物职业技术学院湖南衡阳421005 武汉海达数云技术有限公司湖北武汉430023

当前我国城市园林建设迅速发展,城市绿化数量和密度不断增加,复杂性也越来越大,同时城市绿化的新建和改造工程也逐渐增多。因此需要依靠先进的空间信息技术采集园林绿化数据,建立数字园林综合管理信息系统,对城市园林规划设计、工程建... 详细信息

当前我国城市园林建设迅速发展,城市绿化数量和密度不断增加,复杂性也越来越大,同时城市绿化的新建和改造工程也逐渐增多。因此需要依靠先进的空间信息技术采集园林绿化数据,建立数字园林综合管理信息系统,对城市园林规划设计、工程建设、绿地管理、公园、古树名木等信息进行网格化、精细化、规范化、日常化的管理。随着计算机、测绘、地理信息技术的发展,基于一体化移动测量系统采集的可量测实景三维数据,以高清晰度、

关键词：三维激光空间信息技术地理信息技术三维数据网格化数据生产城市绿化城市园林建设绿地管理测量系统

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三维激光高效地籍测量解决方案

测绘通报 2017年第11期 159-160页

作者：杨晶林伟恩陈海佳武汉海达数云技术有限公司湖北武汉430223

本文提出了一种基于三维激光移动测量技术开展地籍测量工作的新方法,通过大量实际项目验证,能够提高外业测量效率,将外业工作转化为内业工作。在保证测量成果质量的前提下,可以提高生产效率,减少作业人员,降低作业成本,实现生产盈利。1... 详细信息

本文提出了一种基于三维激光移动测量技术开展地籍测量工作的新方法,通过大量实际项目验证,能够提高外业测量效率,将外业工作转化为内业工作。在保证测量成果质量的前提下,可以提高生产效率,减少作业人员,降低作业成本,实现生产盈利。1三维激光地籍测量解决方案三维激光测量是近年兴起的一种快速、高效、非接触式的测绘技术,在车辆高速行驶过程中,可快速采集道路及两旁地物的三维点云,并根据应用需要进行各种要素任意随时的按需测量。

关键词：地籍测量三维激光三维点云生产效率测量技术测量成果外业测量点云数据测量精度地籍图

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三维激光扫描技术的建筑物沉降在线预测系统

国外电子测量技术 2021年第6期40卷 21-25页

作者：欧雪琴广州华立科技职业学院广州511325

针对建筑物稳定性受各种因素影响,易出现沉降变形现象,设计了三维激光扫描技术的建筑物沉降在线预测系统。该系统中三维激光扫描仪硬件子系统负责采集建筑物的真实三维点云数据;后处理控制软件子系统通过三维激光扫描仪控制软件控制扫... 详细信息

针对建筑物稳定性受各种因素影响,易出现沉降变形现象,设计了三维激光扫描技术的建筑物沉降在线预测系统。该系统中三维激光扫描仪硬件子系统负责采集建筑物的真实三维点云数据;后处理控制软件子系统通过三维激光扫描仪控制软件控制扫描速度,建筑物沉降预测软件通过点云拼接与点云数据预处理构建建筑物三维模型,利用最小二乘原理结合监测点的坐标,获取监测面即回归平面和建筑物沉降数据,利用二次移动平均法提取沉降数据的趋势项,采用GM(1,1)灰色模型分析趋势项在线预测建筑物的沉降,输出报表;通过存储设备与接口远程发送并接收终端数据。结果表明,该系统累计沉降量与实际累计沉降量相差1mm左右,后验方差比值低于0.17,具有较好的建筑物沉降在线预测性能。

关键词：三维激光扫描技术建筑物沉降在线预测系统扫描仪三维模型

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无人机空地一体三维激光扫描技术应用研究

测绘通报 2020年第3期 134-139页

作者：杨明石小伟葛浩然宁波市测绘设计研究院浙江宁波315000 东北农业大学经济管理学院黑龙江哈尔滨150000 宁波大学商学院浙江宁波315211

首先对三维激光技术的概念、发展及空地一体扫描技术的研究背景进行了分析,然后对空地一体扫描技术进行定义并对空地一体扫描技术的特点进行了总结,最后对其应用进行了研究。经过实地操作,基于无人机的空地一体三维扫描技术可以有效克... 详细信息

首先对三维激光技术的概念、发展及空地一体扫描技术的研究背景进行了分析,然后对空地一体扫描技术进行定义并对空地一体扫描技术的特点进行了总结,最后对其应用进行了研究。经过实地操作,基于无人机的空地一体三维扫描技术可以有效克服传统扫描方式弊端,实现高精度立体监测网络(空中-地面-地下监测),完成多载荷数据获取平台:机载-车载-室内、机载-车载-室内知识产权系列产品等。

关键词：空地一体扫描技术地形测绘应用三维激光高精度

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地面三维激光扫描仪测量精度的评价分析

测绘通报 2020年第10期 164-166页

作者：刘胜男陶钧江苏城乡建设职业学院江苏常州213000 常州市武进规划勘测设计院江苏常州213159

针对地面三维激光扫描仪用于城市轨道交通变形监测的精度评价,本文研究了三维激光扫描仪本身、外界环境和被扫描目标3个误差源,对三维激光扫描仪的测距和测角精度进行了评定,并通过试验分析了三维激光扫描技术用于轨道交通变形监测可行性。

关键词：三维激光精度评价变形监测测距测角

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一种基于三维激光点云建模的技术方案

测绘通报 2017年第3期 83-85页

作者：史少维李玉富王瑞忠李志宽侯少聪李岩靳振士北京东方新星石化工程股份有限公司(BNEC) 北京100070

随着数字化城市建设的推进,大规模建筑物需要完成三维模型的工作,传统根据全站仪采集数据制作模型的方法效率低下,特别是针对复杂建筑、煤化厂、炼化厂等厂区装置进行建模,显得更加困难。本文提出了利用三维激光仪扫描点云数据进行三维... 详细信息

随着数字化城市建设的推进,大规模建筑物需要完成三维模型的工作,传统根据全站仪采集数据制作模型的方法效率低下,特别是针对复杂建筑、煤化厂、炼化厂等厂区装置进行建模,显得更加困难。本文提出了利用三维激光仪扫描点云数据进行三维建模的方案,可以大大缩短外业数据采集的时间,减少外业工作量。

关键词：三维激光点云数据 Autodesk ReCap 三维建模 3ds Max

基于三维激光扫描的建筑物逆向建模实现方法及应用

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工业建筑 2020年第3期50卷 178-181,189页

作者：姚习红周业梅加松赵玮武汉城市职业学院武汉430064 武汉天测测绘科技有限公司武汉430074 武汉鑫玮航工程管理咨询有限公司武汉430080

三维激光扫描逆向建模技术以其高效、精准、成本低等优势广泛应用于建筑施工各领域。但是三维激光扫描属测量领域,而建筑信息模型设计属建筑领域,如何跨界,将两类信息技术无缝对接,值得建筑信息模型工作者探究。现以建筑行业常用建模软... 详细信息

三维激光扫描逆向建模技术以其高效、精准、成本低等优势广泛应用于建筑施工各领域。但是三维激光扫描属测量领域,而建筑信息模型设计属建筑领域,如何跨界,将两类信息技术无缝对接,值得建筑信息模型工作者探究。现以建筑行业常用建模软件3ds Max、Rhino、Revit、SketchUp为对象,针对逆向建模的关键环节,探究逆向建模实现方法。同时以逆向建成的建筑信息模型特征和使用要求,探究几种逆向建模方法的应用,为BIM工程师提供参考。基于三维激光扫描逆向建模实现方法,既解决从测量专业软件到建筑建模软件的跨界使用问题,又丰富了建筑信息模型技术应用经验。

关键词：逆向建模三维激光建筑信息模型