基于车载LiDAR数据的城市道路井盖提取与病害检测

使用传统的道路测量方法进行路面井盖病害信息的获取存在安全性差且效率低等问题,为了提高作业效率,本文提出基于移动车载激光扫描系统的路面井盖病害检测方法。首先,基于城市道路点云的反射特征及空间分布特征,提出使用一种基于布料模拟的滤波算法(Cloth Simulation Filter,CSF)进行地面点云提取;其次,使用自适应阈值方法对生成的点云强度图像进行二值化;最后通过限制参数的Hough圆检测方法实现井盖的定位与提取。以潍坊市潍城区某段道路点云数据进行试验,得出的结论为:提取井盖的平面精度为±0.048 m,井盖沉降残差值中误差为±0.0117 m,满足常规的井盖病害检测项目的精度要求。

基于车载激光扫描点云数据的杆状地物提取方法研究

杆状物作为道路场景中重要的公共设施,研究如何对其进行自动化精确分类十分重要。本文基于车载激光扫描点云数据,提出一种基于聚类的杆状物自动提取方法。主要实现步骤为:首先,对原始道路车载激光点云数据进行水平面投影并构建格网,以格网为单位进行地物点提取;其次,基于格网对地物点进行聚类;最后,以聚类结果的单个点云块为处理单元,根据地物的空间表达特征实现杆状物的精细提取与分类。为了对本文提出杆状物方法的有效性进行检验,使用实测道路点云数据进行实验,并将杆状物提取结果与人工提取结果进行对比,结果表明,灯杆与行道树均取得较高的探测率,证明了算法的正确性与优越性。

基于移动车载激光扫描技术的城市部件自动化采集

为了提高城市部件采集效率及精度,本文结合移动车载激光扫描技术在城市道路空间三维数据采集中的优势,提出将移动车载激光扫描技术应用到城市部件提取中。首先,通过外业采集试验区点云数据及基准站坐标数据,解算得到原始点云数据;其次,通过对原始数据进行去噪、抽稀等预处理后,得到满足城市部件提取要求的高精度点云数据;最后,使用自动提取平台提取得到试验区城市部件数据。通过将GNSS-RTK测量数据与本文提取部件数据进行对比,结果表明,基于移动车载激光扫描技术的城市部件采集技术能够满足城市部件采集的精度要求,可大大提高城市部件采集效率。本文的研究可为智慧城市建设中城市部件管理提供了有益借鉴。

一种改进的车载激光扫描点云滤波算法

为了提高车载激光扫描点云滤波精度,同时解决目前点云滤波算法中存在的人机交互多、参数不易把控等问题,本文在经典不规则三角网(Triangulated Irregular Network,TIN)迭代加密滤波算法的基础上,优化地面种子点选取与进行格网大小自适应变化,提出了一种改进的TIN迭代加密滤波算法。该改进滤波算法实现非地面点滤波的主要途径为:首先,对原始车载点云数据构建格网,通过计算邻域卷积以及构造虚拟种子点实现地面种子点的确定;其次,根据设置阈值条件将待判断激光点加密至TIN中;最后,通过自适应改变格网大小并进行迭代滤波完成地面点提取。使用两段城市典型道路车载激光扫描点云数据进行实验,结果表明本文改进滤波算法的滤波性能更好,具有较好的地形适应性。

车载三维激光扫描技术在大比例尺地形图检验中的应用

大比例尺地形图传统的质检数据采集方式一般采用网络RTK或基站RTK、全站仪等技术,但是在环境复杂的城市高楼区、厂区等,这些数据获取方式效率相对较低。本文通过项目案例分析,表明车载三维激光扫描技术采集数据与传统测量方法相比,不仅大大缩短了数据质检周期,而且降低了质检人员的劳动强度,并解决了夜间光学测绘的难题,采集的数据还可数字可视化表达,成果精度符合《国家基本比例尺地图测绘基本技术规定》中的精度度量、平面精度、高程精度的要求。

基于车载激光扫描点云数据的道路边线提取方法研究

为了在移动车载激光扫描点云数据中尽可能完整准确地提取道路边线,本文根据道路边界在点云场景中分布特征,提出了一种自动化的道路边线提取方法。首先,为消除无用点对道路边线提取的影响,在原始渐进式形态学滤波算法的基础上提出了一种改进的点云滤波算法,用于非地面点滤波,从而提高了点云滤波的运算效率和精度;其次,将地面点投影至二维图像上,并通过直线段检测算法(LSD)得到道路边线直线段;最后,通过直线连接和直线特征匹配实现最终的道路边线提取。通过对两组道路点云数据进行算法验证,结果表明,本文算法提取道路边线的完整率、准确率以及F-Measure均达到90%以上,验证了本文方法的有效性与适应性。

车载三维激光扫描技术在高速公路改扩建中的应用研究

针对传统勘测手段无法满足高速公路改扩建项目成本低、工期短、质量要求高等多方面测量要求的问题,本文提出一套车载三维激光扫描技术在高速公路改扩建领域中的应用技术路线,并以某高速公路改扩建项目为依托,对比分析了采用靶标控制点纠正前后的点云精度。研究结果表明,采用靶标控制点纠正的方式对车载三维激光扫描点云成果精度增益明显,该方法满足高速公路改扩建项目的精度要求,可为类似工程项目提供参考。

基于车载激光扫描技术的道路标线自动提取

为了提高基于车载点云数据的道路标线提取精度,本文以车载点云数据为数据源,对点云数据进行转换,生成强度特征图,并利用深度学习算法和KD树聚类分割算法实现道路标线的提取和矢量化。试验结果表明,利用该算法可以有效提取道路标线数据,准确反映道路信息。其中,提取的人行横道线精度达到93.57%,道路标线均交并比达到86.32%。此外,该算法还能在实现道路标线自动提取的基础上对道路标线数据进行分类,为城市道路标线的快速、准确提取提供思路。

基于体元邻域关系的行道树提取方法

针对行道树点云复杂、中间夹杂较多杆状物等问题,提出一种基于体元邻域关系的行道树提取方法。以车载激光扫描点云数据构建的格网为单位进行地面点滤除与离散点降噪,然后对非空体元进行邻域分析实现树干点云提取,最后依据点云分层投影面积理论实现树冠点云提取。采用两组道路点云数据进行行道树点云提取试验,并将试验结果与人工提取行道树结果进行对比。结果表明,本文方法能自动化提取道路两侧行道树点云,行道树提取准确率达到90%以上,算法适应性较强。

面向车载激光扫描点云快速分类的点云特征图像生成方法

以车载激光点云数据为研究对象,提出一种适合于其快速分类与目标提取的点云特征图像生成方法。首先将扫描区域进行平面规则格网投影,通过分析格网内部点云的空间分布特征(平面距离、高程差异、点密集程度等)确定激光扫描点的定权,从而生成车载激光扫描点云的特征图像。利用生成的点云特征图像,可采用阈值分割、轮廓提取与跟踪等手段提取图像分割的建筑物目标的边界,从而确定边界内部点云数据,实现目标分类与提取。本文以Optech公司的车载激光扫描数据为试验对象,验证本文提出方法的可行性和实用性。

一种基于车载激光扫描点云数据的单株行道树信息提取方法

提出了一种基于分层网格点密度的单株树信息提取方法,从车载激光扫描点云数据中提取出组成单株行道树的激光点,并计算树高、冠幅等特征信息.该方法由建立规则网格,基于高程的点云分层,逐层计算网格点密度,逐层提取激光点,提取单株行道树和计算特征等步骤构成.通过实例证明,提取结果较好地保留了组成单株行道树的激光点,并能较准确地计算特征信息.该方法拓展了车载激光扫描系统的应用领域,并可为城市绿化管理提供新的技术方法.

基于车载激光扫描的公路三维信息提取

针对公路信息系统建设中数据生产成本、数据精度和生产效率间存在重要矛盾的问题,作者采用车载激光扫描方式快速获取公路及其两侧地物高精度三维表面信息,根据公路自身形态结构特征及其在车载激光扫描数据表达中的特点,实现了公路边界信息的自动提取、路面上车辆信息的自动探测与去除以及空洞的自动填补,并实现路面信息和公路边坡信息的快速获取。试验证明作者提出的方法具有较高精度和较强适应性,为解决数据生产中的矛盾指出一个新途径。

车载激光测绘技术

三维激光测绘技术广泛应用于工程建设与物体三维测量等相关领域,具有高效率、高精度的独特优势。首先描述了车载激光测绘技术的应用方向,研究了国外技术发展现状,结合国外相似技术的研究成果,提出了利用三维激光扫描技术和定位定姿技术实现道路测绘的技术途径,阐述了工作过程及测量原理,给出了系统基本构成,并分析了关键技术及解决途径,在工程样机的基础上提出了具体的试验方法,结合样机的测试试验情况给出了试验结果。最后对试验结果进行了误差分析。结果表明:采用车载激光测绘技术可以得到高精度的物体三维信息,能够满足道路测绘需要。

基于激光扫描仪的线阵相机动态高精度标定

结合线阵相机的成像特点以及正在研制的车载三维数据采集系统本身的特性,提出一种利用激光扫描数据为基准,标定线阵相机内参数的技术方法,以实现激光扫描数据和线阵相机扫描影像精确对准。应用激光扫描仪原始数据中的角度信息,结合线阵相机的成像原理,建立线阵相机的内参数标定模型,并设计相应的试验方法,计算出了高精度的畸变参数,为实现真实纹理映射奠定基础,为同类产品的检校提供参考。

基于车载二维激光扫描的树冠体积在线测量

采用车载二维激光扫描仪获取树木单侧点云数据,坐标变换后通过设置感兴趣区域检测树木,利用垂直分布特性识别树干,得到树冠中心距离。考虑树冠连续/不连续2种情况进行树木分割,将树冠外缘距离与对应树干距离相减算出树冠厚度。将树冠体积离散化为长方体,利用树冠厚度、相邻测量点垂直方向距离、车辆速度、扫描周期等参数进行计算。采用FIFO缓冲区保存在线数据,新采集的一帧数据写入缓冲区末尾,同时从缓冲区开头读出处理好的数据帧输出,实现树冠体积的在线测量。实验结果证明,树冠连续/不连续场景下,方法均能准确检测分割树冠、识别树干,实现树冠体积的在线测量。

车载三维激光扫描系统在铁路沿线景观建模中的应用

本文给出一种利用激光传感器与导航POS组成的车载三维激光数据快速采集系统,对铁道两侧的地形、地物进行三维扫描。将POS获取的系统位置与姿态信息和激光传感器获取的扫描距离与角度信息进行时间匹配,通过解算得到大地坐标下的三维激光点云坐标。改进基于投影密度的计算,进行地形、地物分离,并提取其特征信息,得到基本的三维激光模型。最后,针对数据预处理的结果,指出进一步研究的方向。

基于激光扫描数据的建筑物信息格网化提取方法

针对车载激光扫描点云的分布密度,提出了一种把扫描数据格网化进行信息提取的新方法。实践证明,这种方法效率高,可以自动从密集的扫描数据中快速提取出建筑物信息,能够满足城市三维建模的要求。

车载激光扫描系统的三维数据获取及应用

通过对南水北调移民新村进行移动平推式扫描,将导航POS获取的系统位置和姿态信息与360°激光扫描仪获取的扫描距离和角度信息进行时间匹配,解算得到大地坐标下的三维激光点云坐标,然后与线阵CCD相机获取的图像信息进行彩色融合,最终得到移民新村的彩色点云数据,实现了实时、主动、完整地获取和处理南水北调移民新村的三维空间数据信息,取得了一定的效果。

一种车载激光扫描数据的滤波处理算法

车载激光扫描系统能够快速、高效地获取城市地物的三维空间信息,是采集城市近景三维空间信息的一个重要手段。设计了一种从车载激光点云中分离出地面点和非地面点的滤波算法。首先建立规则格网,基于格网中激光点的高程差提取出初始地面点的方法;然后基于格网分层过滤出精确的地面点,从而达到地面点和非地面点的分离。实验结果表明:该算法滤波效果良好,能够满足城市DTM建立的精度要求。

基于车载三维激光扫描的地形图数据采集的研究

文章从三维激光扫描仪在测量中的作用入手,重点介绍了三维激光扫描技术在国内的应用现状,并与传统数据采集方式进行了比较。结合应用实例将三维激光扫描技术应用于大比例尺地形图测量,运用这项技术进行外业数据采集,与传统全站仪数据采集进行了精度比较。结果表明了三维激光扫描技术方案能够克服传统测量方式缺点,保证测绘数据质量,能够提高作业效率。