基于点云数据的道路特征参数提取方法研究.pdf

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1、第6期矿山测量No．62014年l2月MINESURVEYINGDec．2O14doi：l0·3969／j·iss“·1001—358X·2014．06．16基于点云数据的道路特征参数提取方法研究木杨国林，韩峰，王丹英(1．兰州交通大学测绘与地理信息学院，甘肃兰州730070；2．甘肃省地理国情监测工程实验室，甘肃兰州730070)摘要：工程建设及维护中，现状信息的获取是评定工程质量、开展维修改造的前提，文中利用三维激光扫描获取的点云数据，借助相应软件及时准确提取了现有工程的特征信息，并与常规测量资

2、料进行对比分析，表明利用点云数据是一种快速、高精度获取道路特征参数的有效方法。关键词：三雏激光扫描；点云；参数；提取中图分类号：P223文献标识码：B文章编号：1001—358X(2014)06—0055—03当前，获取工程特征信息借助的手段主要有传系统(即以仪器为坐标原点)，轴在横向扫描面统仪器测量，GPS测量等，其特点为需进行接触测内，y轴在横向扫描面内与轴垂直，Z轴与横向量，点位分布离散，不易发现细节上的准确程度。扫描面垂直。由此可得到采样点坐标的计算公式借助于三维激光扫描的点云数据，能获取更

3、全面的为详细信息，准确用于质量评定或后续维护。X：Scos0co1本文利用z+FIMAGER5010C激光扫描仪，Y=Scos0sinaI(1)实测完成了一市政道路的数据采集工作，经点云数Z=Ssin0J据处理，获取并分析了道路特征信息。2点云数据的获取及成果分析1三维激光扫描及点云数据获取原理2．1选择区域及采用设备概况本文选择一刚施工完成的城市道路区域作为研三维激光扫描仪作为一种新型的非接触式海量究对象，其中包含有道路主线及道路附属的一部高精度数据获取手段，在国内外的众多领域得到了分，如图1所示

4、。广泛的应用。目前在国内，三维激光扫描仪在建筑物精细建模、林业测量、变形监测、石化管网和逆向工程等方面都有具体的应用。三维激光扫描测量系统由三维激光扫描测量仪集成内置数码相机、后处理软件、电源以及附属设备构成。其中地面三维激光扫描测量仪主要由激光发射器、接收器、时间计数器、由马达控制且可旋转的滤光镜、彩色CCD圈1三维激光扫描测量区域基本概况相机、控制电路板、微电脑和软件等组成。激光脉本文采用仪器为德国Z+FIMAGER5010C三冲发射器周期性地驱动激光二极管发射激光脉冲，维激光扫描仪，该仪器是相

5、位式三维激光扫描仪，然后由接收透镜接收目标表面反射信号，产生接收最高精度可达0．3mm，有效测量距离可达187m，信号，利用一个稳定的石英时钟对发射与接收时间内置相机可生成一站8000万像素的高分辨率影像差作计数，最后由微电脑通过软件按照算法处理原数据，角度分辨率水平达到0．0002。，垂直始数据，从中计算出采样点的空间距离s。精密时0．0004。，IMAGER5010C最大的特点是扫描速度钟控制编码器同步测量每个激光脉冲横向扫描角度快、操作简单，这能极大的提高扫描效率。观测值和纵向扫描角度观测值0

6、⋯。在分辨率和质量方面，在极高的测量率情况下地面三维激光扫描测量一般使用仪器内部坐标有四种数据质量等级和七种分辨率可以设置。依据·基金项目：兰州交通大学2014教改项目(JG2014Y01)。项目或测量物体的外形选择最佳配置，这样即使在55第6期矿山测量2014年12月比较远的距离下也能保持相当高的点密度。扭曲分析提供了数字技术。视野范围能达到水平360。垂直320。的全方位覆无论在哪项应用领域内，最终都是要将研究对盖。象的三维模型作为输出成果。在工程测量的三维建2．2数据处理软件GeomagicS

7、tudio模方面，常用的方法是利用几何建模软件通过人机GeomagicStudio是一款三维点云数据处理软交互方式获得人为控制下的三维模型，利用三维激件，它的最初功能包括使用GeomagicQualify可以光扫描技术进行三维建模能够快速获取大面积空间实现迅速检测产品的计算机辅助设计(CAD)模型信息的点云数据，直接对其进行操作并且可以直接和产品的制造件之间的差异，并且GeomagicQualify在点云数据中进行空间量测，简单直接而且精度较以直观易懂的图形比较结果来显示两者的差异，可高，Geoma

8、gicStudio可轻易地读取扫描所得的点云以应用于产品的首件检验、生产线上或车间内检数据，通过自身强大的点云处理功能对点云数据进验、趋势分析、二维和三维几何形状尺寸标注并可行预处理，创建出完美的多边形模型网格，并可自自动生成格式化的报告等工作。动转换为NURBS曲面，使用这种方法进行三维建该软件能合理有效的利用点云数据，提高建模模可以充分的利用点云数据，速度快、效果好，为的效率与质量，其最初的主要应用及特点有：三维建模提供一种新的建模思路。(1)短时间内检测产品2．