1 昆明理工大学国土资源工程学院，云南 昆明 650093
2 昆明理工大学城市学院，云南 昆明 650051
3 昆明理工大学云南高校高原山区空间信息测绘技术应用工程研究中心，云南 昆明 650093
移动测量系统可同时采集三维激光点云、影像纹理及位置姿态数据，但使用影像照片与激光点云配准融合难以满足高效率和高重叠度的需求。针对这一问题，提出一种在移动测量下使用视频影像与激光点云配准的方法。利用定位定姿系统（POS）传感器提供的位置姿态数据，结合共线方程模型得到视频影像关键帧与激光点云初始配准值；利用基于Robust估计的选权迭代法提高初始配准值精度，确定配准参数的精确值；自视频影像生成立体密集匹配点云，并与三维激光点云进行最邻近迭代配准。实验结果表明，视频影像与车载激光点云的配准方法是可行的，配准精度高，能满足城市街道三维重建、部件采集、目标提取等量测应用需求。
视频影像 激光点云 配准 关键帧 移动测量系统 激光与光电子学进展
2022, 59(10): 1013001
1 江苏海洋大学海洋技术与测绘学院, 江苏 连云港 222000
2 北京四维远见信息技术有限公司, 北京 100070
针对传统的道路测量方法存在效率低、安全性差,且无法快速直接地获取井盖病害信息的问题,提出了一种结合三维激光点云的井盖病害检测方法。通过分析点云数据中路面井盖的空间分布特征和强度反射特性,首先设计了梯度和布料模拟滤波(CSF)组合算法提取地面点后生成强度图像,然后通过自适应阈值对强度图像进行二值化,在此基础上用限制参数的Hough圆检测方法定位井盖位置,实现了路面井盖的精准提取;最后通过计算井盖中心和邻域点云高差均值,实现了井盖的沉降病害检测。对北京三环道路的实地数据进行实验,结果显示,该方法能直接准确地获取路面井盖位置和病害等信息,井盖提取准确率达到84%,精准率达到98%。与传统测量方式相比,该方法可有效提高井盖提取效率和作业安全性,有助于后期公路路面井盖的检测和维护工作。
测量 车载移动测量系统 三维激光点云 强度投影 边缘曲率 井盖病害 自动提取 中国激光
2021, 48(16): 1604001
1 首都师范大学资源环境与旅游学院, 北京 100048
2 自然资源部国土卫星遥感应用中心, 北京 100048
交通标志等道路设施的空间位置信息是城市三维建模的基本要素之一,也是道路设施养护管理的必要内容。为此,提出一种基于移动测量数据的小型交通标志自动提取方案,基于改进的卷积神经网络SlimNet模型对全景影像上的小交标进行检测,提出一种基于深度图的目标三维空间地理定位方法,并采用以中心点为准的距离判断法提取目标的对角线。选取三类小型交通标志的实测数据对所提方法进行验证分析。实验结果表明,SlimNet模型的平均正确率相比经典的VGG16(Visual Geometry Group 16)模型有4.2个百分点的提升。采用提出的地理定位和矢量化方案,三类目标在实验区的召回率和精确率均达到86%以上,证明整体方案的有效可行性。该方法为城市多类目标的精确三维空间地理定位提供新思路。
遥感 移动测量系统 卷积神经网络 交通标志 地理定位
1 山东科技大学 测绘科学与工程学院，山东 青岛 266590
2 山东科技大学 海洋工程研究院，山东 青岛 266590
3 青岛秀山移动测量有限公司，山东 青岛 266510
车载移动测量系统是一种多传感器高度集成的测量设备，系统精度不仅取决于集成的传感器精度，还受激光扫描仪与组合导航系统之间安置参数检校的准确度影响。考虑到安置参数检校方法的便捷、有效性以及系统最终精度评估，提出一种基于参考面特征约束的车载移动测量系统安置参数检校方法。该方法根据包含系统安置参数的激光扫描点定位方程，利用参考面上的激光扫描点到参考面方程距离偏差最小作为约束条件，同时考虑到安置参数旋转量与偏移量间存在相关性，采用分步解算方法将旋转和平移量进行分开求解。最后，通过采集检校场和外场数据进行系统内符合和外符合精度评估。实验结果表明：该方法能够有效的消除安置误差影响，检校后内符合精度为0.007 m，外符合精度为0.024 m。
车载移动测量系统 面特征约束 安置误差检校 vehicle mobile laser scanning system planar feature constraint boresight calibration 红外与激光工程
2020, 49(7): 20190524
山东科技大学 测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
提出了一种利用混合规则几何面进行车载移动测量系统(MMS)激光扫描仪外参数检校的方法。该方法利用现实环境中普遍存在的平面和圆柱面地物, 结合平面和柱面可公式化的几何特征对激光点进行严密的数学方程式约束, 通过非线性优化的方法精确求解激光扫描仪相对于MMS定位测姿POS系统的相对位置和姿态参数。实验结果表明: 相对于只采用平面地物约束进行检校的方法, 采用混合规则几何面联合约束检校的方法结果精度更高, 距离残差中误差达到了0.006 m; 同一车载平台、两套不同激光扫描仪系统检校后, 点云叠合效果较好。该检校方法具有精度高、简便、快速、实用等优点, 具有较强的工程应用价值。
车载移动测量系统 激光扫描仪 规则几何面 外参数检校 联合约束 MMS laser scanner regular geometric surface external parameters calibration joint constraint 红外与激光工程
2020, 49(2): 0205009
1 首都师范大学资源环境与旅游学院, 北京 100048
2 北京四维远见信息技术有限公司, 北京 100070
3 中国测绘科学研究院, 北京 100830
道路标线提取与分类是智慧城市建设中需要解决的关键技术之一,也是智能驾驶亟待解决的技术难题。提出了一种基于深度学习的道路标线自动提取与分类方法,通过移动窗口法结合相邻扫描线拓扑关系进行地面点云的提取,并生成强度图像,基于深度学习方法实现道路标线的自动提取与分类,并利用KD树聚类分割算法结合矢量化方案实现道路标线的矢量化。基于实验数据对该方法进行验证分析,结果表明,使用该方法进行自动提取与分类的精度和Fscore分别为92.59%和90.15%,证明了该方法的可行性和准确性。该方法为道路标线的自动提取提供了新思路,使道路标线提取工作变得更准确、高效,提升了道路标线获取与分类的智能化程度。
遥感 深度学习 道路标线 自动提取 移动测量系统
1 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
3 青岛秀山移动测量有限公司， 山东 青岛 266590
4 杭州中科天维科技有限公司， 浙江 杭州 310016
5 中国海监南海航空支队， 广东 广州 510310
机载激光测深系统能够快速、高效地测量浅海、岛礁、暗礁及船只无法安全到达的水域，能够提供近岸全覆盖50 m水深测量；船载移动测量系统可以获得近岸浅海水底地形数据及近岸岛礁精细三维激光点云，二者数据在测量区域以及测量范围上具有一定的互补性。文中采用一种基于曲率特征点的改进迭代最近点（ICP）算法，将国产机载测深系统和船载移动测量系统获取的机载激光测深数据、多波束数据、三维激光扫描数据进行配准融合。结果表明，通过将二者数据进行配准融合，可以实现陆地、浅海区域海陆地形的全面精准描述、海陆基准统一，有助于海岛礁地形地貌认识、水下目标物探测及发现等。
数据配准 曲率特征点 ICP算法 机载激光测深系统 船载移动测量系统 激光与光电子学进展
2018, 55(8): 082802
1 武汉大学遥感信息工程学院， 湖北 武汉 430079
2 中国测绘科学研究院， 北京 100830
城市市政井盖的快速定位与提取是智慧城市部件管理中需要解决的关键性问题之一，也是城市道路养护智能化管理实现过程中待解决的技术难题。提出了一种基于移动测量系统的井盖自动定位与提取方法，利用地面粗糙度进行地面点云提取，并将地面点生成地面强度特征图像，基于改进的梯度直方图算法、主成分分析、支持向量机分类器三者结合的方法实现井盖的快速定位与提取，结合同步影像获取井盖的权属信息。基于实验数据对该方法进行定性、定量分析，基于该方法进行城市井盖自动提取的准确率可达88.495%，精确度为99%，证明了该方法的正确性、可行性与稳健性。该方法促进了道路养护部门智能化工作模式的提升，不仅降低了工作的危险系数，提高了检测精度，还将传统的外业检测转变为室内作业模式，自动化、智能化程度得到了大幅提升。
遥感 移动测量系统 井盖 自动提取 快速定位 精度
1 山东科技大学海洋工程研究院, 山东 青岛 266590
2 山东科技大学测绘科学与工程学院, 山东 青岛 266590
利用车载移动测量系统采集的全景影像, 建立全景球坐标系。将车载点云通过一系列的坐标转换, 在全景球坐标系下利用球心、球面上像点和球面上物点三点共线关系, 实现车载移动测量系统激光点云与全景影像的融合。全景影像拍摄盲区造成真彩点云存在“黑洞”, 从而导致导致路面信息缺失。针对该问题利用相邻影像重叠关系对“黑洞”进行修补。通过人工采集检查点对融合精度进行评定, 结果表明, 该方法融合结果正确, 全景影像与激光点云融合精准, 修补“黑洞”后, 路面信息保留完整。
传感器 车载移动测量系统 全景影像 球系共线方程 真彩点云
