无人机激光雷达数据预处理技术研究

发布时间：2021-02-20 19:10

　　激光雷达是近十几年来快速发展的一种新型探测技术,它通过发射单波段激光束,并根据回波信号获得目标的三维点云,由于其角分辨率高、抗干扰能力强等特点,已广泛应用于遥感、测绘及环保等领域。其中,无人机激光雷达系统由于成本较低,采集便利且测量场景较大等优势,逐渐受到工程师以及研究人员的重视。但无人机激光雷达采集得到的原始点云数据存在诸多误差与噪声,数据质量达不到研究与应用所需的要求;且无人机激光雷达尚属于较新的领域,对于其数据预处理方法及流程的相关研究较少。以上问题严重制约着无人机激光雷达的高精度应用。为此,本文研究设计了一套适用于无人机激光雷达采集系统的数据处理流程,以无人机激光雷达采集得到的原始点云数据为出发点,通过一系列的数据处理最后输出高质量的点云数据。本研究主要由以下三部分内容组成:第一部分主要解决无人机激光雷达系统集成误差导致点云精度下降的问题。该部分首先介绍实验所使用的无人机激光雷达系统以及其配套设备,并介绍本课题所使用的实验数据及采集方案。接着从系统集成误差模型出发,分析了其对点云数据影响的具体表现形式。通过选用卫星质量较好的点云数据并利用迭代最近邻点——面算法求解相邻航带点云间... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：93 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机载激光

机载多传

分为三步进行：(1)在实验室内对系统中每个元件单独进行系统集成误差检校；(2)在平台上进行系统集成误差检校；(3)在航检校；目前主要研究的系统集成误差检校方法为在航检校。同样，根据使用地物特征的不同可将检校方法分为三类：(1)基于点特征的系统集成误差检校，以点特征为基元建立误差观测方程；(2)基于线特征的系统集成检校，以线特征为基元建立误差观测方程；(3)基于面特征约束的系统集成检校[23]，考虑同名面上的点满足相同的平面方程，可依此建立误差方程，但是该方法主要适用于平坦地物表面。系统集成误差示意图如图1-4，可看出系统集成误差会造成多次采集的同一地区点云间存在误差；且在进行系统集成误差校正后，同一地物的点云数据可完美重叠，多次采集的点云数据间存在的集成误差得以消除[24]。a)多条航带点云重叠显示(集成误差校正前)b)多条航带点云重叠显示(集成误差校正后)图1-4无人机激光雷达系统集成误差示意图

【参考文献】：
期刊论文
[1]机载激光雷达测深技术与应用研究进展[J]. 秦海明,王成,习晓环,聂胜.  遥感技术与应用. 2016(04)
[2]高光谱遥感影像分类研究进展[J]. 杜培军,夏俊士,薛朝辉,谭琨,苏红军,鲍蕊.  遥感学报. 2016(02)
[3]机载LiDAR数据航带平差研究进展[J]. 王丽英,宋伟东,孙贵博.  遥感信息. 2012(02)
[4]星载激光雷达的发展与应用[J]. 李然,王成,苏国中,张珂殊,唐伶俐,李传荣.  科技导报. 2007(14)
[5]复杂城市环境的机载Lidar点云滤波[J]. 蒋晶珏,张祖勋,明英.  武汉大学学报(信息科学版). 2007(05)
[6]激光扫描测高技术的发展与现状[J]. 刘经南,张小红.  武汉大学学报(信息科学版). 2003(02)

博士论文
[1]顾及点云类别属性与地形结构特征的机载LiDAR数据滤波方法[D]. 左志权.武汉大学 2011
[2]面向航带平差的机载LiDAR系统误差处理方法研究[D]. 王丽英.辽宁工程技术大学 2011

硕士论文
[1]散乱三维点云预处理去噪和配准研究[D]. 梁金虎.安徽建筑大学 2019
[2]三维激光扫描点云数据分类去噪及空洞修复算法研究[D]. 陈雪荣.长安大学 2017
[3]基于机载激光雷达系统的飞行动态定标技术研究[D]. 马振廷.西南交通大学 2017
[4]基于稀疏表示的高光谱图像目标检测[D]. 郑贺.哈尔滨工业大学 2014
[5]机载激光雷达测量系统检校与精度评价[D]. 朱会平.河南理工大学 2011
[6]基于MicroStation的机载激光雷达数据处理试验研究[D]. 赵旦.长安大学 2009



本文编号：3043218