北斗导航授时的移动激光雷达测量系统时间同步装置设计

移动激光雷达测量系统各测量传感器间的时空配准技术是整个系统设计的核心,其中时间同步问题尤为关键。针对惯导系统与激光雷达和全景相机之间的时间精确同步问题,结合北斗导航授时系统提出自行设计时间同步装置的方式,对集成激光雷达、惯性导航系统、全景相机等测绘传感器的车载测量平台,提供时空配准信息。以拥有全自主知识产权的车载移动测量系统为研究对象,通过该系统采集点云数据,使用设计生产的时间同步装置和编制的上位机软件与北斗卫星导航系统结合进行精确授时。最终时间同步精度达到了0.1μs,验证了时间同步装置设计方法的可行性。

基于IGS站组网的移动激光雷达测量系统整体检校

针对车载移动测量系统中激光扫描仪和载体坐标系之间存在的位置和姿态偏差,在结合常规特征点、特征面检校方法基础上,本文提出了一种带有误差改正数的位置和姿态检校方法。利用TLS获取的车载系统整体点云模型和传感器固有几何属性,获取传感器之间相对关系初值,在此基础上引入误差改正数,构建误差改正模型。在与IGS站联测的检校场中借助平面、球形标靶和平面反射标志等特征,采用最小二乘法迭代法计算误差改正数最优解,从而实现传感器快速检校。试验结果表明,该方法切实可行,检校后点云平面绝对精度和高程绝对精度分别为0.043、0.072 m,相对精度为0.018 m,满足移动测量系统数据获取的精度要求,对促进车载移动测量技术发展和应用具有重要意义。

轻小型无人机载激光雷达测量系统检校方法

轻小型无人机载激光雷达测量系统具有成本低廉、作业便利等优势,其应用领域越来越广泛。但现有系统由于控制成本等原因,使其直接采集的点云数据质量不高,必须通过地面检校来消除系统误差。设计了一套适用于轻小型无人机载激光雷达测量系统的检校方案,首先设计了一种可灵活组装与使用的圆型靶标器,其次建立了以航带点云为单元的区域网平差模型,最后通过精确测量靶标器中心点的真实地面坐标和采集点云坐标,平差求解出每条航带点云的几何校正参数并以大疆禅思L1激光雷达测量系统为例对该方法进行了实验。结果表明该方案可显著提升原始点云的定位精度。此外,通过设计不同的靶标器布设方案对检校实施方案进行了探讨,总结了靶标器最佳布设原则。

激光雷达测量系统在水库安全检测中的应用

随着科技的不断发展,激光雷达测量系统在水库安全检测中的应用逐渐成为研究和实践的焦点,基于其高精度、高效率的特点,为水库工程的安全性评估和监测提供了重要的技术支持,有望成为水利工程领域的一项创新技术。文章通过对激光雷达测量系统的概述和优势进行阐述,深入探讨了其在水库安全检测中的具体应用。

基于激光雷达的飞机外形测量方法

飞机装配部件具有尺寸较大且形状复杂的特点,装配后的尺寸与理论模型存在偏差,且飞机型面的测量数据量庞大,因此设计一种高效且准确的飞机外形测量方法对保证飞机装配精度至关重要。建立了激光跟踪仪与激光雷达组合的测量系统,用于完成对整机外形的测量任务。该系统包含空间系统定位、坐标系建立、站位划分以及点云密度分布方面的详细方案设计。通过对测量数据与理论模型进行对比和误差分析,验证了综合测量精度符合系统标称场控精度,进而验证了所提方法的可行性和正确性。

激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统

以提升机器人位置跟踪精度为目的,设计激光雷达和视觉技术的机器人移动位置跟踪系统。该系统利用激光雷达传感器、方向传感器、里程计获取机器人位置距离信息、方向信息和移动里程信息后,利用MC9S12XS128微控芯片连接RS232通讯接口,将该信息传输到ARM嵌入式处理器内;用户通过与Ubuntu/Debian,操作系统环境人机接口相连的LCD显示屏,调用ARM嵌入式处理器内机器人位置距离、方向等信息后,通过启动位置跟踪单元内的基于类圆弧机器人识别的自适应位置跟踪算法程序,实现器人移动位置跟踪,并利用基于视觉技术的地图生成单元,生成机器人运行位置环境地图。实验结果表明:该系统跟踪机器人位置反馈时间最短仅为12 s,具备较好的实时性;在跟踪机器人简单移动位置和复杂移动位置时的跟踪线路与实现线路几乎重合,具备较强的机器人位置跟踪能力。

移动测量(多平台激光雷达)系统研究分析与精度评价

随着移动测量技术的发展与成熟,其高精度、高效性、完整性和现势性等特性也逐步显露。多平台激光雷达系统作为目前市场上较为广泛使用的移动测量系统,与传统测量相比具有多项优势。

基于误差椭球的激光雷达测量系统精度分析

采用误差椭球理论分析方法对测量数据进行点位不确定性分析.基于随机过程理论和测量平差理论,重点分析了误差椭球的关键参数和影响因子,得出目标点位落入误差椭球的概率;分析了激光雷达测量系统在测量方向上的误差特性,得到测量点的位置不确定性矩阵;同时,结合具体的算例给出了误差椭球可视化表达.结果表明,采用基于误差椭球理论的激光雷达测量不确定性分析方法,可充分解释激光雷达测量数据的精度问题,为进一步提高激光雷达测量和重构精度提供了有力的分析工具.

基于车载移动测量系统的高精地图制作

高精地图中的道路、交通设施的空间位置、属性及关联关系在车辆感知、定位、规划和控制等过程中都发挥着重要作用。车载移动测量系统作为高精地图制作的最主要方式,被各大高校、科研机构及图商研究使用。针对高精地图位置精度低、制作效率低、成果格式不统一等问题,对基于移动测量系统的高精地图制作采集、处理、制图、编译四个关键技术和工艺流程进行了探索与设计。通过实际工程分析,该方法切实可行、效率高、精度高、完整度高,满足高精地图建设需求。

基于车载激光雷达移动测量系统的山区DEM快速更新生产研究

采用传统的数字摄影测量方法生产以及更新DEM数据的具有成图周期短、费用低、精度高等优点,是目前主要的DEM数据的生产方法。而利用移动测量车集成GPS、IMU、激光扫描仪、数码像机等光谱成像设备,作为精确、快速地获取地面三维数据的工具已得到广泛的认同与应用,结合我省地理国情普查试点项目,研究与试验利用移动测量车采集的高速公路区域点云数据,并研究利用点云数据更新变化区域DEM的技术流程和方法。从而对原始DEM进行更新并用来纠正卫星影像,比较DEM更新前后纠正的影像的精度,保证地理国情普查试点工作顺利进行。

第三代移动式大气环境激光雷达监测系统及其应用

介绍了第三代移动式大气环境激光雷达监测系统(AML-3)的结构和主要设备,展示了该系统在监测颗粒物、气态污染物方面的优势,并在中国环境科学研究院(40.04°N,116.41°E)开展了大气环境和气象监测试验。结果表明:与常规地面环境监测相比,AML-3实现了对常规污染物浓度和颗粒物消光系数的近地面、垂直与斜程廓线分布以及地面气象要素(温度、相对湿度、风速、风向和大气压)的可移动综合监测;随高度增加大气颗粒物后向散射系数呈先增大后减小的趋势,并在近地面出现极大值区,同时,晴天大风天气条件下气溶胶层高度较晴天低风速天气条件下增加明显;相对湿度较大时,颗粒物数浓度与相对湿度呈负相关,反之呈正相关。

北斗高精度定位和激光雷达测量技术的预警系统

为了提高北斗卫星导航定位和激光雷达测量的精度,降低输出信号的误码率,设计北斗高精度定位和激光雷达测量技术的预警系统,提出基于测距码和扩频码重组的北斗高精度定位和激光雷达测量算法,采用正交相移键控（QPSK）调制技术进行北斗卫星导航定位信号的抗干扰设计,根据卫星定位算法进行北斗定位和激光雷达测量预警系统设计。系统设计的硬件组成模块分AD模块、时钟模块、信号接收机模块、信号滤波模块以及中央处理器模块等,采用ADSP21160处理器系统作为预警系统的集成处理器,在嵌入式平台下进行北斗导航定位系统的集成设计。测试结果表明,采用该系统进行北斗卫星导航定位的精度较高,激光雷达测量的准确性较好,抗干扰能力较强,在高斯白噪声条件下具有较低的输出误码特性,系统的整体性能较优。

基于激光雷达技术的移动目标定位系统

传统系统对移动目标进行定位时,未考虑GPS易受天气和位置干扰的缺陷,导致定位结果具有一定的误差,为此设计了基于激光雷达技术的移动目标定位系统,系统硬件由标签模块、CAN网络模块和激光雷达模块等构成,采用激光雷达模块实现激光雷达信号的采集、测量以及传输;系统软件在激光雷达模块中设计构建激光雷达测量模型,通过该模型测量移动目标位置信息后,采用扩展卡尔曼滤波算法对移动目标进行运动预测与位置修正完成准确定位。实验结果表明,所设计系统可有效定位移动目标,且经过多次实验,定位耗时最大值仅为11ms、定位误差率最大值为0.12、定位功能稳定性高达99.99%、灵活性高达97%,具有耗时短、误差小以及稳定性与灵活性高的优势。

机载激光雷达测绘技术在矿山测量中的运用分析

在矿山测量中,需要结合矿山开采的实际情况,使用不同的方法进行测量,通过合理的分析和处理,以获得准确、直观、真实的地形数据。机载激光雷达测绘技术是一种新型的测绘技术,其能够在短时间内获得大量数据信息。在矿山测量中运用这种技术能提高矿山测量精度,降低人力物力成本,具有一定的优越性。为进一步提高矿山测量质量,将分析机载激光雷达测绘技术在矿山测量中的具体应用,以期为相关人员提供参考。

结合视觉和激光雷达的移动机器人定位研究

机器人在导航过程中存在两个共性问题:(1)在任意位置启动时如何迅速确定初始位置;(2)由于误匹配导致全局定位结果出现较大偏差。针对这两个问题,提出了一种基于深度相机和2D激光雷达的机器人快速定位系统。由于信息量太少,基于激光雷达的方法易出现误匹配而重定位效果不佳,为此引入信息量更丰富的视觉传感器,将视觉特征点地图和二维占据栅格地图结合在一起,根据定位状态进行模式切换。正常导航时为激光定位,当机器人在任意位置启动或导航位置丢失时切换到视觉重定位。另将视觉算法中的6-DoF简化为3-DoF,有效减少了计算时间。设计实验平台验证了所提出的定位系统能够提高定位效果,定位精度提高了10%,重定位速度提高了57.8%,且具有更好地环境适应能力和实用性。

基于3D SLAM算法的输电线路激光雷达移动测量系统设计

输电线路运行过程中会受到外力破坏及内部元件故障的影响,导致其检修难度较大,基于此问题,提出了基于3D SLAM算法的输电线路激光雷达移动测量系统设计。采用便携式结构装载硬件,方便移动。选择DSP和虚拟磁盘存储器两种数据采集装置,在中央处理器中进行数据的采集和存储。为获得高密度激光回波点的三维坐标,设计激光雷达系统,利用激光雷达固定中心对数据展开分析,用位姿图来表示具体位置。采用非线性最小二乘法计算目标函数,通过数学模型的计算方法,避免了外界干扰,从而得到准确的测量结果。由实验结果可知,应用该系统检测到输电线路故障点1坐标为(-60,100,-30),故障点2坐标为(100,-80,0),与实际故障点坐标一致,测量结果精准。

地面激光雷达在矿山斜坡移动变形测量中的应用研究

为增强矿山施工安全与周边生活安全,将地面激光雷达应用到矿山斜坡移动变形测量中。此次研究根据三维坐标系,确定激光雷达地面监测选点位置;依据钻孔定位表、测斜表、化验表,生成矿山三维模型;通过脉冲激光测量矿山斜坡实时状态,比较测量结果与三维模型之间的移动变形差异值,实现对矿山斜坡移动变形的测量。

手持激光雷达扫描系统在农村房地一体测量中的应用

农村房屋不动产登记是国家深化农村集体产权制度改革的重要基础性工作。房地一体测量成果是农村房屋不动产登记的基础数据,如何快速有效地采集大比例尺农村地籍及房屋数据,提高农村房屋不动产登记的效率,降低数据采集的成本,是测绘地理信息行业的使命和挑战。本文通过在广东、江苏的实际项目中使用手持激光雷达扫描采集农村房屋及附属的地籍空间数据和属性信息,并与传统解析法测绘相比较。结果表明:采用手持激光雷达扫描进行房地一体数据采集,能大幅度减少外业耗时,提高生产效率,降低人工成本,满足大面积房地一体项目实施需要,但是也具有前期设备投资较大等缺点。

基于激光雷达测量技术的集装箱卡车定位系统

为了实现港口堆场作业自动化,迫切需要一种快速准确的集卡定位系统。针对此需要设计了一套由运动控制卡、步进电机和2-D激光雷达组合而成的3-D激光雷达扫描系统,采用了一种多个3-D激光雷达系统协同工作的工作方式和与之相适应的改进的ICP数据处理算法以及先粗后精的分级定位方法。该系统工业性试生产的结果表明,装卸效率达到80TEU/h,精度控制在了5mm以内,首次实现了无人驾驶轨道吊车对集卡的快速准确定位。该系统对于其它领域的大型部件的检测定位也有非常重要的意义。

AS-900HL多平台激光雷达测量系统在河道地形测量中的应用

数字城市的发展对基础数据提出更高的要求,获取地表三维空间信息的需求日渐增加。AS-900HL多平台激光雷达测量系统是一种集成高精度激光扫描仪与惯性导航的系统,可搭载在多种平台进行数据采集,具有工作效率高、扫描速度快、测点密度大、成果形式多样等特点。以鸭绿江白马浪至云峰大坝段河道地形测量为实例,对AS-900HL在河道地形测量的应用进行探讨。该河段地形高低起伏巨大,不具备直接接触测量的条件,由于对岸是朝鲜,无法登陆架设远程测量设备,也不能采用无人机航飞,属于实施难度很大的特殊河段。通过踏勘、路线设计、外业采集、内业处理和成果输出,验证了该系统在河道地形测量中的可行性。该系统适用于河道地形测量,尤其在特殊困难河段,能填补常规测量技术无法施测的空缺,可推动数字航道和数字城市建设。