地下移动LiDAR数据误差模型构建与质量评价研究

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2国内外研究现状分析

1.2.1 传统地下空间数据获取方法研究现状

1.2.2 地下空间数据移动获取方法研究现状

1.2.3 合作标靶研究现状

1.2.4 GNSS缺失下组合导航研究现状

1.2.5 数据质量评价研究现状

1.2.6 研究存在的挑战

1.4 研究内容及技术路线

1.4.1 研究内容

1.4.2 数据获取作业方法

1.4.3 研究技术路线

1.5 论文组织结构

2 地下移动LiDAR测量系统

2.1 移动LiDAR系统组成

2.1.1 激光扫描仪

2.1.2 GNSS

2.1.3 IMU

2.2移动LiDAR系统坐标系定义

（1）激光扫描仪坐标系

（2）惯性平台坐标系

（3）载体坐标系

（4）当地水平坐标系

（5）地心地固坐标系

（6）惯性坐标系

2.3多传感器融合几何模型

2.3.1 扫描点激光扫描坐标系坐标

2.3.2 扫描点惯性平台坐标系坐标

2.3.3 扫描点当地水平坐标系坐标

2.3.4 扫描点世界坐标系坐标

2.4 本章小结

3 平面合作标靶设计与中心定位

3.1 标靶设计

3.1.1 标靶材质选择

3.1.2 图形标靶形状选择

3.2 重心法标靶中心定位

3.2.1 阈值分割法标靶提取

3.2.2 标靶聚类

3.2.3 重心法标靶中心定位

3.3 几何法标靶中心定位

3.3.1 标靶平面坐标变换

3.3.2 回波强度变化边缘提取

3.3.3 RANSAC稳健标靶中心定位

3.3.4 M估计的稳健标靶中心定位

3.4 试验验证与分析

3.5 本章小结

4 地下移动LiDAR轨迹模型构建与解算

4.1 移动LiDAR系统误差来源

4.1.1 点云获取误差

4.1.2 组合导航误差

4.1.3 合作标靶误差

4.1.4 时空同步误差

4.2 移动LiDAR模型

4.2.1 卡尔曼滤波

4.2.1移动LiDAR轨迹修正模型

4.2.2 移动LiDAR轨迹运动状态模型

4.2.3 移动LiDAR轨迹观测模型

4.3 实验验证

4.3.1 试验区概述

4.3.2 数据解算

4.3.3 合作标靶约束的轨迹解算

4.3.4 点云解算

4.3 本章小结

5 数据质量评价

5.1 点云数据质量评价指标选择标准

5.2 数据质量评价指标

5.2.1点云粗差率

5.2.2密度

5.2.3 回波强度信噪比

5.3 数据精度评价指标

5.3.1高程精度评价指标

5.3.2平面精度评价指标

5.4 质量评价试验

5.4.1 点云数据质量结果

5.4.2 点云数据精度结果对比

5.5 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 不足与展望

参考文献

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