發(fā)布時(shí)間：2020-11-18 01:12

　　 近年來(lái),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(zhǔn)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(xì)信息的采集和模型處理具有重要的研究?jī)r(jià)值。在應(yīng)急搶險(xiǎn)等林區(qū)作業(yè)中,作業(yè)車(chē)輛如森林消防車(chē)等需要詳細(xì)、實(shí)時(shí)的鋪裝和非鋪裝道路3D信息。未來(lái)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(guó)內(nèi)外對(duì)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(duì)林區(qū)道路3D模型構(gòu)建的相關(guān)研究較少。車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)因其高效、快速、非接觸等優(yōu)點(diǎn),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(dá)、慣性測(cè)量單元IMU、GNSS接收機(jī)等儀器搭建了車(chē)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(biāo)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(diǎn)云數(shù)據(jù)的快速處理方法,構(gòu)建了較能反映實(shí)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(biāo)定和精度校驗(yàn)。其次,采集了鸞峰國(guó)家森林公園典型防火道路路面數(shù)據(jù),并在MATLAB中進(jìn)行多儀器數(shù)據(jù)的融合,通過(guò)坐標(biāo)變換,實(shí)現(xiàn)了二維激光數(shù)據(jù)到三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)化。最后,編寫(xiě)代碼完成了路面三維點(diǎn)云的顯示、濾波、孔洞修補(bǔ)、點(diǎn)云精簡(jiǎn)、曲面重建等技術(shù)內(nèi)容。尤其針對(duì)濾波和遮擋形成的孔洞,基于掃描線(xiàn)點(diǎn)云的特征,設(shè)計(jì)了修補(bǔ)點(diǎn)云模型的方法,實(shí)現(xiàn)了較好的修補(bǔ)效果。研究表明,該車(chē)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(shí)際道路情況,可以為當(dāng)前森林消防車(chē)性能分析改善和未來(lái)智能林用車(chē)輛應(yīng)用提供虛擬測(cè)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S712;TP391.41
【部分圖文】：

ＬＤ２０００－Ｒ移動(dòng)測(cè)量車(chē)（李德仁，２００６）、廣州中海達(dá)的ｉＳｃａｎ型車(chē)載激光掃描系統(tǒng)、??北科天繪的Ｒ－Ａｎｇｌｅ車(chē)載激光測(cè)量系統(tǒng)等。??我國(guó)一些典型的移動(dòng)測(cè)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(guó)內(nèi)典型的車(chē)載移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｍｏｂｉｌｅ?ｍａｐｐｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ?ｉｎ?Ｃｈｉｎａ??當(dāng)前，我國(guó)車(chē)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(qiáng)等（李永強(qiáng)、盛業(yè)華等，２００８）??利用車(chē)載移動(dòng)測(cè)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(chē)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(cè)量道路斷面的方法。林偉恩等（林偉恩、余建偉等，２０１７）對(duì)比了??車(chē)載與機(jī)載ＬｉＤＡＲ系統(tǒng)在高速公路改擴(kuò)建中的應(yīng)用，證明了車(chē)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(diǎn)??圖１．３孔洞不意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｄｒａｗｉｎｇ?ｏｆ?ｈｏｌｅ??（２）孔洞修補(bǔ)??孔洞修補(bǔ)尚無(wú)統(tǒng)一方法，但國(guó)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(lèi)：基于網(wǎng)格曲面（三角網(wǎng)格）和基于體積元素（散亂點(diǎn)云）??的算法（Ａｔｔｅｎｅ、Ｃａｍｐｅｎ，２０１３）。??基于體積元素的算法通過(guò)把網(wǎng)格曲面表示為體素形式，在體素內(nèi)修補(bǔ)孔洞，適用??于不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)，但處理復(fù)雜模型時(shí)，容易產(chǎn)生拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)錯(cuò)亂，失去細(xì)節(jié)特征。如：??Ｄａｖｉｓ等（Ｄａｖｉｓ、Ｍａｒｓｃｈｎｅ等，２００２）提出的基于體數(shù)據(jù)場(chǎng)擴(kuò)散修補(bǔ)孔洞的方法，該??算法可以有效地修補(bǔ)各個(gè)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(huì)發(fā)生??一定的改變。??基于網(wǎng)格曲面的方法直接對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理

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