可移动升降式全景采集平台设计与实现

发布时间：2017-08-15 03:30

  本文关键词：可移动升降式全景采集平台设计与实现

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【摘要】：近年来，，全景作为一种新兴富媒体应用，因其提供了身临其境的用户体验，逐渐被谷歌、百度、腾讯等互联网公司广泛使用。 全景数据的采集通常是利用集成了全景相机、GPS、INS等传感器的车载全景采集平台[2]。目前的全景采集车通常是采用了车辆载体与全景采集平台一体化设计，通过使用焊接或结构件螺丝等非可逆的方式进行连接固定。其缺点在于：一方面全景采集车的车辆载体失去了其作为汽车的本身功能，在不需要进行数据采集时，汽车也跟全景采集平台绑定在一定，还需要专门对其进行存放、维护、保养，增加了成本。另一方面一旦车辆自身出现故障问题，便无法进行采集数据，耽误项目进程。而且全景采集车整体高度是固定的，其高度为汽车自身高度加上全景采集平台的高度，如果在数据采集过程中遇到限高的交通设施，则无法通过，导致需要更换其它采集路线甚至无法完成采集作业。在进行全景数据采集时，道路周围的情况是千变万化的，固定的全景相机高度对于某些道路采集的全景照片的效果会不理想。 针对上述问题，本研究在主要考虑全景采集平台维护成本以及可提供高精度定位信息的基础上，设计了一种提供高精度定位功能的可移动式升降式全景采集平台。该平台安装与拆卸方便快捷且适用性强，不需要对车辆载体进行任何改装（甚至非机动车也可以作为载体），并且能够随时对全景相机进行高度调整，既能避免了受到限高交通设施的影响，同时又可以针对不同高度的拍摄目标实时调整相机高度，达到最佳的拍摄效果；并且通过多位置传感器耦合，为全景采集系统提供稳定、高精度（定位精度在分米级）的拍摄位置信息，以及全景平台姿态、时间信息，更好地支持全景影像的后期应用。 本研究全景采集平台主要包括4个组成部分，即数据采集部分、连接固定部分、支架部分及辅助控制部分。其中，数据采集部分中采用了GNSS/INS组合导航技术进行定位数据获取，通过紧耦合方法将GNSS与INS紧密集成在一起，以两者相互“补偿”的方式，解决了INS长时间漂移或GNSS卫星受到限制时，不能正常定位问题，保证了在GNSS信号较弱甚至失锁状态下，也可以长时间连续定位。另外，通过GNSS双天线提高了定位（定向）精度；连接固定部分摒弃了传统的车辆载体与全景采集平台的一体化设计，采用吸附力极强的六个真空吸盘、四个球型云台、两个万向节将全景采集平台牢牢地连接固定于车辆载体顶部，其中四个真空吸盘与球型云台用于连接固定全景采集平台主体水平底座，其余两个真空吸盘和万向节用于连接固定GNSS主从天线长条板，同时起到辅助固定主体水平底座的作用，这种方式安装与拆卸方便、高效、灵活；支架部分的设计中利用竹节式电动升降柱顶端与全景相机相连接，通过遥控升降柱升降实时地调节全景相机的高度，避免了受限高交通设施的影响，而且能使得所拍摄的全景影像效果更好；辅助控制部分设计了可靠稳定的供电装置，采集协同装置以及实时控制全景相机升降的遥控装置，保证了全景采集平台各仪器正常运行。 本文也结合全景采集平台实际应用，详细叙述了全景影像采集方法、数据处理流程、全景地图发布等内容。同时，主要在相机高度及定位方法两方面对全景采集平台的性能进行了测试。
【关键词】：全景采集 GNSS/INS 平台设计 可移动 升降式
【学位授予单位】：北京建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P204
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-19
• 1.1 研究背景及意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.3 全景平台相关技术概述14-16
• 1.3.1 结构设计14-15
• 1.3.2 技术指标15-16
• 1.3.3 传感器16
• 1.4 论文主要研究内容及结构安排16-19
• 1.4.1 研究内容16-17
• 1.4.2 结构安排17-19
• 第二章 平台结构设计与软硬件集成19-34
• 2.1 全景采集平台结构设计19-26
• 2.1.1 设计中所考虑的各种因素19-20
• 2.1.2 具体设计方案20-25
• 2.1.3 设计结果与实施后效果25-26
• 2.2 全景平台系统软硬件集成26-31
• 2.2.1 全景相机26-27
• 2.2.2 GNSS/INS 组合惯导系统27
• 2.2.3 竹节式电动升降系统27-28
• 2.2.4 移动平台28-29
• 2.2.5 真空吸盘29-30
• 2.2.6 全景平台系统软件30-31
• 2.3 平台应用的关键技术31-33
• 2.3.1 系统供电解决方案31-32
• 2.3.2 脉冲触发方式同步数据采集32-33
• 2.4 本章小结33-34
• 第三章 数据采集及集成处理34-53
• 3.1 数据采集34-37
• 3.1.1 准备工作34-35
• 3.1.2 数据采集35-36
• 3.1.3 注意事项36-37
• 3.2 数据预处理37-45
• 3.2.1 全景影像数据处理37-41
• 3.2.2 坐标位置数据处理41-45
• 3.3 数据集成处理45-51
• 3.3.1 数据融合45-47
• 3.3.2 数据抽稀47-51
• 3.4 全景地图系统发布51-52
• 3.5 本章小结52-53
• 第四章 平台性能测试分析53-59
• 4.1 全景相机不同高度拍摄效果比较分析53-55
• 4.2 单独 GPS 与双天线组合惯导系统导航定位比较分析55-58
• 4.3 本章小结58-59
• 第五章 总结与展望59-62
• 5.1 总结59-60
• 5.2 系统演化过程60-61
• 5.3 展望61-62
• 参考文献62-66
• 攻读硕士期间发表论文及科研情况66-67
• 致谢67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵斌;华一新;;用道路实景增强门户网站中地理信息的可视性[J];测绘科学;2007年S1期

2 陈允芳;叶泽田;;基于多传感器融合的车载移动测图系统研究[J];测绘通报;2007年01期

3 李海亭;彭清山;王闪;杨志敏;;数字城市中的全景地图系统建设方法研究[J];测绘通报;2011年04期

4 李海亭;张淼;彭清山;;城市地理信息系统中的全景地图技术研究[J];城市勘测;2011年03期

5 邓杏杏;朱大明;杨袁聪;;基于全景图的虚拟现实系统研究与探讨[J];地矿测绘;2009年01期

6 李德仁;;移动测量技术及其应用[J];地理空间信息;2006年04期

7 陈允芳;叶泽田;卢秀山;钟若飞;;车载移动测图系统设计与应用探讨[J];工程勘察;2007年12期

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10 张春梅;杨志敏;张义明;李海亭;谭仁春;;太原市全景地图数据采集与发布[J];城市勘测;2013年04期

本文编号：676083