車載移動測量系統(tǒng)點云與影像配準研究.pdf

1、隨著我國“數(shù)字地球”、“智慧城市”等新概念的提出，城市信息化建設對于多分辨率的海量數(shù)據(jù)采集及處理、三維數(shù)據(jù)可視化等基礎地理空間信息工作提出了新要求。測繪行業(yè)的前沿技術代表之一，車載移動測量系統(tǒng)技術的出現(xiàn)則為智慧城市提供了強有力的技術支撐。移動測量系統(tǒng)以其快速獲取三維空間信息并能夠自動對數(shù)據(jù)進行處理的特點，廣泛應用于與智慧城市建設相關的數(shù)字地圖、基礎測繪、城市三維建模等領域中。車載移動測量系統(tǒng)因此成為當前背景下的一個研究焦點。
　　

2、在車載移動測量系統(tǒng)研究領域，點云與影像的精確配準以及融合問題仍然沒有得到很好的解決：一方面，點云數(shù)據(jù)的本身精度還不夠高；另一方面，使用廣角鏡頭、魚眼鏡頭等大視場角鏡頭的畸變難以矯正，拍攝的影像難以與點云數(shù)據(jù)準確配準?；诖耍菊撐膶Ω呔溶囕d移動測量系統(tǒng)點云與影像數(shù)據(jù)配準問題進行了如下研究。
　　首先，根據(jù)車載移動測量系統(tǒng)的采集原理，從時間配準和空間配準角度出發(fā)，在深入探索數(shù)據(jù)采集完成后所獲取的多源數(shù)據(jù)的組織與對應關系，為更好的使

3、點云數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)進行配準融合，本文設計了數(shù)據(jù)文件組織目錄，并采用C++編程語言開發(fā)了三維激光點云與影像配準軟件，將兩種數(shù)據(jù)進行可視化和組織管理。
　　其次，對基于同名特征點對的高精度點云與影像配準算法進行了研究。該方法將點云與影像配準問題拆分為相機參數(shù)標定（包括相機的內(nèi)參數(shù)以及單個相機在全景相機系統(tǒng)中外參數(shù)求解）和全景相機在載體坐標系中的準確位姿求解兩個子問題，并分別給出解決方法。相機標定通過建立標定場，基于標定場中的同名特征點

4、對列出方程，求解出相機內(nèi)參數(shù)以及相機在全景坐標系下的外參數(shù)，而后按照時間對齊，對點云進行分段，同一時間段內(nèi)在點云和原始影像上選擇同名特征點對，構建并求解出全景相機坐標系與平臺坐標系之間的固定轉(zhuǎn)換關系。通過這兩步，求解出世界坐標系下三維空間坐標點與影像相片上像素坐標之間的關系，從而完成點云與影像的配準。
　　最后，通過在復雜城市道路環(huán)境下采集多個實際數(shù)據(jù)（如轉(zhuǎn)彎道路區(qū)域、直行道路區(qū)域）對算法進行了測試和驗證，并從定性和定量兩個方面進