机载激光雷达距离图像的边缘检测研究.pdf

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第35卷第6期激光与红外Vo1．35．No．62005年6月LASER&INFRAREDJune，2005文章编号：1001-5078(2005)06-0444-03机载激光雷达距离图像的边缘检测研究赖旭东，万幼川(武汉大学遥感信息工程学院，湖北武汉430079)摘要：将机载激光雷达的距离数据转换成距离灰度图像，运用经典边缘检测算子加以处理并比较各种算子处理后的结果。结果证明了本方案可行，为处理LIDAR数据提供了新的思路。关键词：图像处理；边缘检测；距离图像；激光雷达中图分类号：TP7

2、5文献标识码：ATheStudyoftheEdgeDetectiontotheDepth—imageofLightDetectionandRangingLAIXu—dong，WANYou—chuan(SchoolofRemoteSensingandInformationEngineering，WuhanUniversity，Wuhan430079，China)Abstract：Thelidardataistranslatedintodepth-image．Thetypicaledgedetectionalgorithmsareappl

3、iedforedgede-tectioninthedepth-image，andtheirresultsarecompared．Theconclusionprovedthefeasibilityofthisscheme，whichgivesanewwaytodealwiththelidardata．Keywords：imageprocession；edgedetection；depth-image；LIDAR(LightDetectionandRanging)1引言量S，则P点的坐标就可以由O加S得到。机载激光雷达，又称激光雷达(LI

4、DAR)，它是将LIDAR系统由四部分组成：飞行平台，用来装激光用于回波测距、定向，并通过位置、径向速度及载测量装置；激光测距仪，测定向量S的模；定位导物体反射特性识别目标，体现了特殊的发射、扫描、航系统，包括动态差分GPS(DGPS)，用来确定0的接收和信号处理技术的装置。利用激光作为遥感设坐标(X，Y，Z)；惯性导航系统(INS)，用来确定飞备可追述到40多年前，其中包括激光测月和卫星激行平台的姿态参数，即向量S的方向¨。光测距。随后的几十年间，LIDAR技术得到了迅速2．2LIDAR系统的数据处理一般而言，LIDAR系统得到的原

5、始数据，是依据发展，包括星载和机载LIDAR应用于激光测高、海时间进行采样的两组POS(PositionandOrientation洋大气研究、地形测量等等。System)数据和对应瞬时扫描角的激光距离测量值。近几年，随着相关技术的不断成熟，LIDAR技经过GPS数据后处理、姿态确定、系统时间同步等一术得到了蓬勃发展，欧美等发达国家先后研制出多系列的处理后，最终得到激光脚点的三维坐标。可种机载LIDAR系统，国内北京遥感所李树楷教授等见，LIDAR系统得到的数据是深度(距离)信息。对研制的机载激光扫描测距一成像系统(1996年完成这种

6、数据进行重采样可以转换为深度图像。了原理样机的研制)，武汉大学李清泉教授等开发与灰度图像相比，深度图像有其自身的特点。研制了地面激光扫描测量系统(目前主要用于堆积在计算机视觉中对深度图像的处理通常使用曲面分物的测量)。如何处理LIDAR数据，建立完整严谨割的方法，即以曲面片来拟合三维物体表面，然后计的处理流程和方法，更好地利用这一新兴技术，成为算局部表面的法向矢量、高斯曲率K及平均曲率当前遥感数据处理的热点问题。H，通过K和H这两个几何特征的组合来分析三维2UDAR系统及数据处理2．1LIDAR系统的原理作者简介：赖旭东(1972一)

7、，男，博士生，工程师，主要研究方向假设三维空间中一点0的坐标(X，Y，Z)已为摄影测量与遥感、LIDAR数据处理。知，求出该点到地面上某一待定点P(X，Y，Z)的向收稿日期：2004．11-29维普资讯http://www.cqvip.com第6期激光与红外445表面的局部几何特征，最终完成分割。另外，还有使物体上同一表面的像素值按一定的变化率变化(该用基于神经网络的分割方法进行深度图像分割。这平面相对于图像平面倾斜时)，这个值随物体形状些方法主要是计算机视觉领域中的处理方法，其处和朝向变化，但与外部光照条件无关。这样，在处理理对象主

8、要是针对近距离的图像，其研究的是单个距离灰度图像时就不用考虑光照条件引起的灰度突物体的几何表面(不同部位)，目的是为了重构或表变。当然，图像中还是不可避免地有噪声的污染，而现物体的三维几何表面特征和结构。而LIDAR系且