专利名称：一种车载激光雷达系统及城市部件自动化测量方法
技术领域：
本发明涉及一种城市部件测量方法，特别是一种车载激光雷达系统及城市部件自 动化测量方法。
背景技术：
数字化城市管理实现了城市管理从粗放、随意向规范、精确和科学管理的转变。作 为数字化城市管理必备的基础数据，城市部件如供水、供电、供热、交通路灯、路牌以及消防 设施等需要进行精细调查与量测，并进行编码管理。作为传统的城市部件调查与测量方法， 主要是采用人工外业、地形图数字化以及激光雷达点云人工拾取等方式建立城市部件数据 库。这种城市部件数据库建立方式主要存在如下问题①采用人工测量的方式需要投入大量的人力资源，工作效率低下，工作量大，测量 与调查的周期长，成本投入高。②城市现有大比例尺地形图要素更新周期长，数据更新存在滞后于现状建设，采 用地形图数字化时数据仍然需要现场进行补查与修测，需要投入较大的人力。③人工拾取激光点云数据采集城市部件时，生产效率与周期长，人工判读特别是 测量城市部件时对于位置测量主观随意性较大，精度无法保证。④后期城市部件数据的更新与维护需要按照格网划分投入专业人员进行维护与 跟踪，但是每个作业人员的所管理维护的片区�。龀鞘行枰才诺脑擞嗽惫谂哟�。因此，如何建立快速的城市部件精确测量与快速更新方法，是提高数字化城市运 营与维护管理极待解决的问题。三、发明的内容为了提高城市部件数字化管理与维护的效率，本发明的目的是以车载激光雷达测 量技术为基础，建立城市部件高效率测量的一种自动化方法，提高城市部件测量与数据维 护的效率。本发明的目的是这样实现的采用全自动化计算方法，对车载激光雷达测量系统 所获取的三维激光点云数据进行分类、城市部件位置、高度测量，从而建立城市部件数据更 新与维护自动化系统，具体实现方法如下采用车载激光雷达测量技术对城市道路两侧的现状按照30 60公里/秒的速度 进行三维扫描，获取全地物三维空间数据，采用全球定位系统(GPS)差分技术进行精确解 算，获得准确的三维激光点云数据。并采用激光点云滤波算法去除噪声点、地面点、建筑物 以及树木点等。采用�：劾嗨惴ǘ缘阍平蟹掷啵τ檬Ｐ廷佟�/(C/,Π =W*)权利要求
一种以车载激光雷达测量系统为工具的城市部件自动化测量方法，其特征是①采用车载平台，集激光雷达设备、数码相机、差分GPS和陀螺仪平台于一体，利用激光扫描和数字摄影技术，获取道路两侧的高密集度的点云、近景影像数据；②通过计算机点云处理工具进行激光点云滤波处理，将城市部件点云数据与地面、建筑物、树木等其它物体的点云进行分离；③对于分离出来的城市部件点云影像数据，通过模糊聚类算法进行点云分类，将属于同一个物体的点云归到同一类中；④将归类成一个物体的点云数据，通过规则几何形状模拟优化计算出在平面的几何中心位置，该位置作为物体的中心几何点。
2.根据权利1所述的以车载激光雷达测量系统为工具的城市部件自动化测量方法，其 特征是其中点云数据�：劾嗨惴ㄈ缦率褂媚：劾嗨惴ǘ缘阍平蟹掷啵τ檬Ｐ廷貴) = ( 广(成*)2目标函数进行聚类计算，根据聚类准则计算最小J(U，V)， k=\ i=\将点云数据按地物的归属进行分类。
3.根据权利1所述的以车载激光雷达测量系统为工具的城市部件自动化测量方法， 其特征是其中几何形状拟合优化计算方法如下每个地物进行分类采用圆形、矩形、椭圆 形、等边三角形等二维方程f(x，y) = 0的方法，对于空间点单个地物地面零点以上一定高 度以内的所有离散点(确保点云数在20个以上)进行模拟，计算其所有点模拟的最小误差 值数学模型②δ =Σ Si =Σ f(Xi，yi)，式中(Xi，Yi)为每一个激光点在平面上的投影坐 标的点位值；取求得最小点位误差值S ^乍的方程作为拟合图形，并计算该图形方程的中心 点位置，作为该地物测量的实际点位值。
全文摘要
本发明公开了一种以车载激光雷达系统及城市部件自动化测量方法。采用车载平台，集激光雷达设备、数码相机、差分GPS和陀螺仪平台于一体，利用激光扫描和数字摄影技术，获取道路两侧的高密集度的点云、近景影像数据；通过计算机点云处理工具进行激光点云滤波处理，将城市部件点云数据与地面、建筑物、树木等其它物体的点云进行分离；对于分离出来的城市部件点云影像数据，通过�：劾嗨惴ń械阍品掷啵粲谕桓鑫锾宓牡阍乒榈酵焕嘀校唤槔喑梢桓鑫锾宓牡阍剖荩ü嬖蚣负涡巫茨Ｄ庥呕扑愠鲈谄矫娴募负沃行奈恢茫梦恢米魑锾宓闹行募负蔚悖蟠筇岣吡顺鞘胁考饬康木群托剩梢越档褪只鞘薪ㄉ琛⒃擞胛さ某杀�。
文档编号G01C11/00GK101950434SQ20101027924
公开日2011年1月19日 申请日期2010年9月13日 优先权日2010年9月13日
发明者江宇, 王力, 窦华成, 邓世军 申请人:天津市星际空间地理信息工程有限公司
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