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【6h】

基于多特征控制与约束结合的移动测量系统外参数自动标定方法

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声明

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义(Research background and significance)

1.2 国内外研究现状(Development status at home and abroad)

1.3 主要内容及结构编排(Main content and structure)

2 移动测量系统的基本原理与误差分析

2.1 移动测量系统的硬件组成(MMS hardware composition)

2.2 移动测量系统的定位原理(Positioning principle of MMS)

2.3 移动测量系统的误差分析(Error analysis of MMS)

2.4 移动测量系统的误差模型(Error model of MMS)

3 基于多特征控制与约束结合的外参数标定模型

3.1 标定的基本原理(Basic principle of calibration)

3.2 基础平差模型(Basic adjustment model)

3.3 控制方法的平差模型(Adjustment model of control method)

3.4 约束方法的平差模型(Adjustment model of constraint method)

3.5 基于多特征控制与约束结合的法方程的建立(Establishment of normal equation based on combination of multi-feature control and constraint)

3.6 以平面、球特征为例(Take plane features and spherical features as examples)

4 移动测量系统标定的主要环节

4.1 整体技术路线(Overall technical route)

4.2 特征的选取及测量原则(Features selection and measurement principles)

4.3 控制特征方程的计算(Control features equation calculation)

4.4 基于RANSAC算法的特征自动提取与匹配(Automatic feature extraction and matching based on RANSAC algorithm)

5 标定实验与对比分析

5.1 实验平台简介(Introduction to the experimental platform)

5.2 标定场的建立(Establishment of calibration field)

5.3 实验数据的获取及处理(Acquisition and processing of experimental data)

5.4 VSurs-E的理论精度(Theoretical accuracy of VSurs-E)

5.5 标定实验的结果(Results of calibration experiment)

5.6 标定结果的精度验证(Calibration accuracy verification)

5.7 模型参数的相关性分析(Correlation analysis of model parameters)

6 总结与展望

6.1 总结(Summary)

6.2 展望(Outlook)

参考文献

作者简历

致谢

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摘要

移动测量系统作为一种新兴的高新技术测绘地理信息装备,可以实现高精度、高分辨率的三维空间点云数据及图像数据的快速采集。如今,全球信息化成为当代的不可逆趋势,随着计算机、传感器、网络通讯、“3S”等技术的发展,移动测量系统也正在迅速的进步与发展。移动测量技术不断的拓展并深入到许多的应用领域之中,其精度也面临着愈发苛刻的要求。其中,移动测量系统的外参数误差是其主要误差来源之一,它直接严重影响着三维空间信息数据的整体精度和质量。如何快速、准确的实现移动测量系统的外参数的标定,广泛的受到了国内外专家学者的重点关注,也一直是移动测量技术的研究热点之一。  本文以移动测量系统的基本定位原理为起点,在分析各种误差来源的基础上,推导出移动测量系统的整体误差模型。并借鉴于传统的控制、约束的标定方法,提出了一种基于多特征控制和约束结合的外参数自动标定新方法。主要工作如下:  1.针对移动测量系统的中激光扫描仪与POS之间的外参数问题,提出了基于多特征控制和约束结合的标定新方法。该方法同时结合任意一种或多种能够以一定数学模型描述的数量不定的特征。并将真实空间位置已知的特征作为控制条件,而未知的特征作为约束条件,再以Gauss-Helmert平差模型为基础,联立所有特征的条件,构建最终法方程,实现外参数的估计。  2.基于随机抽样一致性算法实现了特征的自动提取与匹配,即只需给出激光点云的观测数据、其所包含的特征类型和控制特征的参数,算法会自动寻找和匹配能够满足一定条件的同名特征,并自动构建法方程,实现移动测量系统的外参数标定。避免了通过人工操作进行特征提取的复杂流程,实现了外参数的自动标定。  3.以VSurs-E型移动测量系统为平台,分别设计了基于多特征的控制、约束、控制与约束结合的三种标定实验,并从方法的可靠性、模型参数的相关性等方面进行深入的比较分析。结果表明,基于多特征控制和约束结合的方法不仅实现了传统方法的优势互补,实用性好,适用范围广,还通过多种特征的结合以及控制与约束的结合进一步降低了标定模型中各个未知参数之间的相关性。

著录项

  • 作者

    张顺;

  • 作者单位

    山东科技大学;

  • 授予单位 山东科技大学;
  • 学科 测绘工程
  • 授予学位 硕士
  • 导师姓名 石波,李国玉;
  • 年度 2020
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 chi
  • 中图分类
  • 关键词

    测绘设备,移动测量系统,外参数,自动标定;

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