一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法及装置，包括利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。该方法通过利用近景摄影测量技术获取测量系统的二维图像，使用三维重建将其拟合为点云模型，然后计算得出测量系统的空间属性。该方法简单易行，不单提高了数据精度，丰富了数据的纹理信息，还降低了作业成本，能够为车载LiDAR测量系统的检校提供良好的技术支撑。

A Method and Device for Calibrating Initial Value of Vehicle-borne LiDAR Measurement System

【技术实现步骤摘要】
一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法及装置
本专利技术涉及测量
，涉及一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法及装置，特别涉及一种利用近景摄影测量技术获取车载LiDAR测量系统检校初值的方法及装置。
技术介绍
车载激光雷达测量系统能快速精确的对道路路况做出监测，对移动测量的发展具有重要意义。随着车载LiDAR测量系统技术的成熟，其普及率也越来越高。为了确保车载LiDAR测量系统的准确性，需要定期对系统进行检校，即：要检校车载激光雷达测量系统各仪器间的位置关系。传统检校车载LiDAR测量系统的方法是使用全站仪进行测量；用全站仪测量得到的数据均匀、完整、具有很好的立体性。然而，全站仪的价格较为昂贵，且其扫描得到的数据具有缺少纹理信息、分辨率低等缺点。
技术实现思路
鉴于上述问题，本专利技术提出了一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，利用近景摄影测量技术获取车载LiDAR测量系统检校初值，本方法简单易行，不单丰富了数据的纹理信息、提高了数据分辨率，而且还降低了作业成本。第一方面，本专利技术提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，包括：S11、利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；S12、对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；S13、将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。在一个实施例中，在将所述三维点云模型进行拟合前，所述方法还包括：将全站仪测量所述检校车载LiDAR测量系统的数据与所述三维点云模型数据进行比较；确定所述三维点云模型数据的精度小于全站仪的测量精度。在一个实施例中，对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型，包括：根据SFM重建算法将所述二维图像进行配准重建得到相应的三维点云模型。在一个实施例中，将所述三维点云模型进行拟合，包括：S101、选取种子点，并将其拟合为平面；所述种子点形状为方形；S102、扩展所述种子点，确定相关合格点参数以及距离阈值参数；S103、计算扩展点与平面P之间距离Dis；S104、当所述距离Dis小于预设阈值时，确定所述扩展点在平面上；S105、将确定的扩展点加入种子点，重新执行上述步骤S101～S105。第二方面，本专利技术还提供一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取装置，包括：采集模块，用于利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；生成模块，用于对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；拟合获取模块，用于将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。在一个实施例中，所述装置还包括：比较确定模块，用于在将所述三维点云模型进行拟合前，将全站仪测量所述检校车载LiDAR测量系统的数据与所述三维点云模型数据进行比较；确定所述三维点云模型数据的精度小于全站仪的测量精度。本专利技术实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：本专利技术实施例提供的一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，包括利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。该方法通过利用近景摄影测量技术获取测量系统的二维图像，使用三维重建将其拟合为点云模型，然后计算得出测量系统的空间属性。该方法简单易行，不单提高了数据精度，丰富了数据的纹理信息，还降低了作业成本，能够为车载LiDAR测量系统的检校提供良好的技术支撑。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明附图用来提供对本专利技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本专利技术的实施例一起用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的限制。在附图中：图1为本专利技术实施例提供的车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法流程图；图2为本专利技术实施例提供的激光雷达测量系统的整体示意图；图3为本专利技术实施例提供的操作结果二维影像截图；图4为本专利技术实施例提供的点云数据截图；图5为本专利技术实施例提供的控制点点位中误差示意图；图6为本专利技术实施例提供的检核点点位中误差示意图；图7为本专利技术实施例提供的车载激光雷达测量系统的点云模型正面示意图；图8为本专利技术实施例提供的车载激光雷达测量系统的点云模型侧面示意图；图9为本专利技术实施例提供的三维点云模型进行拟合流程图；图10为本专利技术实施例提供的载LiDAR测量系统检校初值的获取装置框图。具体实施方式下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。本专利技术实施例提供的一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，参照图1所示，包括：S11、利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；S12、对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；S13、将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。车载LiDAR测量系统，也可称为车载激光雷达测量系统，主要由激光扫描仪、POS系统(包括GPS和IMU组成)、测速计等组成。其中激光扫描仪主要采用二维激光扫描仪，获取360度内扫描到物体的坐标点，通过车辆前进获取车辆行驶路线两侧的三维数据。从测量的原理来说，车载LiDAR主要采用测角(根据设置参数，扫描仪匀速扫描可以得到每个脉冲在扫描仪坐标系下的角度)和测距(根据激光脉冲发射返回时间差计算扫描中心到被测点的距离)，通过角度和距离来求得扫描仪坐标系下坐标点；通过实时POS数据经过坐标转换即可得到测区内物体WGS84坐标下的坐标点，因为作业效率非常高，得到的数据即称为点云数据。目前根据工程实践经验，车载LiDAR在测量条件良好的情况下，测量精度高程5cm左右，平面10cm左右，测量距离可以达到道路两旁300m。为了确保车载LiDAR测量系统的准确性，需要定期对系统进行检校，即：要检校车载激光雷达测量系统各仪器间的位置关系。本实施例中，使用近景摄影测量技术，来获取车载LiDAR测量系统的检校初值。首先使用相机获取目标对象的二维影像图片，对获取的二维影像图片进行配准重建得到目标对象的三维点云模型，将重建出的三维点云模型进行拟合，即可运算得到各仪器间的位置关系。首先使用相机获取车载LiDAR测量系统的二维图像，对获取的二维图像进行配准重建得到车载LiDAR测量系统的三维点云模型，将重建出的三维点云模型进行拟合，即可运算得到各仪器间的位置关系。本方法简单易行，不单丰富了数据的纹理信息、提高了数据分辨率，而且还降低了作业成本。在一个实施例中，通过SFM算法重建三维模型：通过近景摄影测量的方法获取车载激光雷达测量系统各仪器间的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，其特征在于，包括：S11、利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；S12、对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；S13、将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。

【技术特征摘要】
1.一种车载LiDAR测量系统检校初值的获取方法，其特征在于，包括：S11、利用近景摄影测量方式采集待检校车载LiDAR测量系统的二维图像；S12、对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型；S13、将所述三维点云模型进行拟合，获取所述检校车载LiDAR测量系统中各仪器间的位置数据。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述二维图像进行配准重建，生成相应的三维点云模型，包括：根据SFM重建算法将所述二维图像进行配准重建得到相应的三维点云模型。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述三维点云模型进行拟合，包括：S101、选取种子点，并将其拟合为平面；所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭可才，
申请(专利权)人：北京申信达成科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11