發(fā)布時間：2020-11-18 01:12

　　 近年來,隨著“智慧林業(yè)”的發(fā)展,林業(yè)作業(yè)環(huán)境信息快速精準感知技術(shù)的需求日益迫切,其中林區(qū)道路如防火道、采伐集材道等作為林區(qū)環(huán)境的重要組成部分,其3D詳細信息的采集和模型處理具有重要的研究價值。在應(yīng)急搶險等林區(qū)作業(yè)中,作業(yè)車輛如森林消防車等需要詳細、實時的鋪裝和非鋪裝道路3D信息。未來林區(qū)智能裝備也需要道路環(huán)境信息完成定位和路徑規(guī)劃等功能,以提高生產(chǎn)作業(yè)效率及安全性。目前國內(nèi)外對路面模型的構(gòu)建研究多以城市道路和高速公路為主,針對林區(qū)道路3D模型構(gòu)建的相關(guān)研究較少。車載移動測量系統(tǒng)因其高效、快速、非接觸等優(yōu)點,已成為采集高速公路、城市道路及其兩側(cè)建筑物等地物信息3D數(shù)據(jù)的重要手段。本文利用激光掃描雷達、慣性測量單元IMU、GNSS接收機等儀器搭建了車載林區(qū)道路信息采集系統(tǒng),并完成了系統(tǒng)外參數(shù)標定、典型林區(qū)道路信息采集,將采集到的數(shù)據(jù)融合后,研究了激光點云數(shù)據(jù)的快速處理方法,構(gòu)建了較能反映實際路面3D信息的林區(qū)道路模型。本文首先研究了道路信息采集系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置方法,確定了系統(tǒng)定位模型,完成了系統(tǒng)的外標定和精度校驗。其次,采集了鸞峰國家森林公園典型防火道路路面數(shù)據(jù),并在MATLAB中進行多儀器數(shù)據(jù)的融合,通過坐標變換,實現(xiàn)了二維激光數(shù)據(jù)到三維點云數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。最后,編寫代碼完成了路面三維點云的顯示、濾波、孔洞修補、點云精簡、曲面重建等技術(shù)內(nèi)容。尤其針對濾波和遮擋形成的孔洞,基于掃描線點云的特征,設(shè)計了修補點云模型的方法,實現(xiàn)了較好的修補效果。研究表明,該車載道路信息采集系統(tǒng)成本較低,適用于林區(qū)道路的數(shù)據(jù)采集和建模,最終生成的林區(qū)路面模型較能反映實際道路情況,可以為當前森林消防車性能分析改善和未來智能林用車輛應(yīng)用提供虛擬測試、定位及路徑規(guī)劃等需要的相關(guān)林區(qū)道路信息。
【學(xué)位單位】：北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：S712;TP391.41
【部分圖文】：

ＬＤ２０００－Ｒ移動測量車（李德仁，２００６）、廣州中海達的ｉＳｃａｎ型車載激光掃描系統(tǒng)、??北科天繪的Ｒ－Ａｎｇｌｅ車載激光測量系統(tǒng)等。??我國一些典型的移動測量系統(tǒng)如圖１．３所示。??（ａ）?ＳＳＷ－ＭＭＴＳ?（ｂ）?ＭｙＦｌａｓｈ??（ｃ）?ＨｉＳｃａｎ－ＣＳＵ２?（ｄ）?Ｒ－Ａｎｇｌｅ??圖１．３國內(nèi)典型的車載移動測量系統(tǒng)??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｏｂｉｌｅ?ｍａｐｐｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??當前，我國車載激光系統(tǒng)的應(yīng)用主要集中在道路及其兩側(cè)地物三維信息的采集和??特征提取以及建筑物、文物等的三維重建等方面。李永強等（李永強、盛業(yè)華等，２００８）??利用車載移動測量提取公路三維信息，為高精度路面建模提供了思路。張攀科等（張??攀科，張偉紅等，２０１４）基于車載激光掃描系統(tǒng)采集了北京市昌平某地區(qū)的一段道路，??找到了一種快速測量道路斷面的方法。林偉恩等（林偉恩、余建偉等，２０１７）對比了??車載與機載ＬｉＤＡＲ系統(tǒng)在高速公路改擴建中的應(yīng)用，證明了車載激光系統(tǒng)在道路建??６??

??孔洞示意圖如圖１．３所示。??０，孔洞??＇＞邊界邊??邊界點??圖１．３孔洞不意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｈｏｌｅ??（２）孔洞修補??孔洞修補尚無統(tǒng)一方法，但國內(nèi)外己經(jīng)做了大量研宄，并提出了很多優(yōu)秀算法，??這些算法大致可以分為兩類：基于網(wǎng)格曲面（三角網(wǎng)格）和基于體積元素（散亂點云）??的算法（Ａｔｔｅｎｅ、Ｃａｍｐｅｎ，２０１３）。??基于體積元素的算法通過把網(wǎng)格曲面表示為體素形式，在體素內(nèi)修補孔洞，適用??于不同類型的數(shù)據(jù)，但處理復(fù)雜模型時，容易產(chǎn)生拓補結(jié)構(gòu)錯亂，失去細節(jié)特征。如：??Ｄａｖｉｓ等（Ｄａｖｉｓ、Ｍａｒｓｃｈｎｅ等，２００２）提出的基于體數(shù)據(jù)場擴散修補孔洞的方法，該??算法可以有效地修補各個形式的孔洞數(shù)據(jù)，但是執(zhí)行效率低、得出的最終模型會發(fā)生??一定的改變。??基于網(wǎng)格曲面的方法直接對點云數(shù)據(jù)進行處理

前后方向不能接反，且距離應(yīng)超過ｌｍ。只是用來定位的話，可以只使用??定位天線，并用吸盤固定在任何位置。??接收機的基站連接如圖２．２所示，電臺天線用吸盤固定位置。??１５??
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本文編號：2888153