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三维激光扫描点云数据处理研究进展、挑战与趋势 被引量:291
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作者 杨必胜 梁福逊 黄荣刚 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第10期1509-1516,共8页
三维激光扫描直接对地球表面进行三维密集采样,可快速获取具有三维坐标(X,Y,Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布三维点云,成为数字化时代下刻画复杂现实世界最为直接和重要的三维地理空间数据获取手段,在全球变化、智慧城... 三维激光扫描直接对地球表面进行三维密集采样,可快速获取具有三维坐标(X,Y,Z)和一定属性(反射强度等)的海量、不规则空间分布三维点云,成为数字化时代下刻画复杂现实世界最为直接和重要的三维地理空间数据获取手段,在全球变化、智慧城市、全球制图等国家重大需求和地球系统科学研究中起到十分重要的作用。目前,在传感器技术和国家需求的双重驱动下,三维激光扫描在硬件装备、三维点云数据处理以及应用3个方面取得了巨大的进步,同时也面临新的挑战。本文以三维激光扫描的发展历史为线索,总结了三维激光扫描系统的现状、三维点云数据处理的关键进展以及在测绘地理信息等领域的典型应用,并分析了三维点云数据处理面临的挑战,最后展望了三维激光扫描与点云处理的发展趋势。 展开更多
关键词 三维激光扫描 点云 点云融合 目标提取 三维表达 广义点云模型
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基于三维激光雷达的道路边界提取和障碍物检测算法 被引量:27
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作者 王灿 孔斌 +2 位作者 杨静 王智灵 祝辉 《模式识别与人工智能》 EI CSCD 北大核心 2020年第4期353-362,共10页
为了快速有效地提取智能车辆在不同环境下的道路环境信息,提出基于三维激光雷达的道路边界提取和障碍物检测算法.首先,对三维激光雷达点云数据进行栅格化滤波处理,利用单束激光点云空间邻域联合分割的方法进行空间分析,得到点云平滑度... 为了快速有效地提取智能车辆在不同环境下的道路环境信息,提出基于三维激光雷达的道路边界提取和障碍物检测算法.首先,对三维激光雷达点云数据进行栅格化滤波处理,利用单束激光点云空间邻域联合分割的方法进行空间分析,得到点云平滑度特征图像.然后,采用自适应方向搜索算法获取道路边界候选点,并进行聚类分析和曲线拟合.最后,对道路边界约束下可通行区域内点云进行聚类分割,获得道路内障碍物方位和距离信息.实验表明,文中算法能够实时准确地提取道路边界和障碍物位置信息,满足智能车环境建模和路径规划的需求. 展开更多
关键词 无人驾驶汽车 三维激光雷达 道路边界 障碍物检测 点云处理
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车载三维激光雷达外参数的分步自动标定算法 被引量:24
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作者 陈贵宾 高振海 何磊 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期243-249,共7页
三维激光雷达外参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础,针对常见标定方法实施繁琐、精度低,以及依赖其他传感器的问题,提出了一种分步自动标定算法。第1步对地面点云进行拟合得到地面方程,构造水平度函数,通过粒子群优化(PSO)算... 三维激光雷达外参数标定是智能车通过激光雷达感知环境的基础,针对常见标定方法实施繁琐、精度低,以及依赖其他传感器的问题,提出了一种分步自动标定算法。第1步对地面点云进行拟合得到地面方程,构造水平度函数,通过粒子群优化(PSO)算法优化水平度函数完成对激光雷达俯仰角、横滚角和纵向位移的标定;第2步标定以第1步标定的完成为基础,在车辆沿直线行驶过程中采集多帧含有同一标定杆的激光点云,通过聚类得到标定杆聚类中心,然后在二维平面内对多帧同一标定杆的聚类中心进行直线拟合,根据直线斜率计算航向角。结果表明,所提算法的精度可达10^(-5)数量级,耗时0.5s,极大地提高了标定精度和效率,能满足实际工程的使用需求。上述两步自动标定算法由程序自动完成,并且不依赖于其他传感器即可得到高精度的标定结果。 展开更多
关键词 激光技术 三维激光雷达 分步自动标定 粒子群优化算法 拟合 聚类
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基于三维激光雷达的动态障碍实时检测与跟踪 被引量:24
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作者 杨飞 朱株 +1 位作者 龚小谨 刘济林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第9期1565-1571,共7页
为了解决在大数据量的情况下实现高效检测与跟踪的难点,提出一种室外动态未知环境下自主车的多障碍实时检测与跟踪的算法.由于Velodyne 64线三维激光雷达具有数据量大、精度高等特点,采用其与相机结合感知环境.算法结合从图像处理中得... 为了解决在大数据量的情况下实现高效检测与跟踪的难点,提出一种室外动态未知环境下自主车的多障碍实时检测与跟踪的算法.由于Velodyne 64线三维激光雷达具有数据量大、精度高等特点,采用其与相机结合感知环境.算法结合从图像处理中得到的道边信息将原始激光雷达数据的感兴趣区域转化为栅格地图,在地图上采用区域标记和模板匹配的方法进行聚类和特征提取,检测得到盒子模型的障碍物,并进行障碍物跟踪.为了避免在多障碍物的情况下出现虚警和漏检,基于多假设跟踪数据关联和卡尔曼滤波来跟踪连续多帧的障碍物.本算法在自主车平台上能够以每帧100ms实现准确、稳定地检测和跟踪. 展开更多
关键词 三维激光雷达 栅格地图 障碍物检测 多假设跟踪 卡尔曼滤波
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三维激光扫描技术在旧城改造中的应用 被引量:14
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作者 魏来 宁新国 《测绘与空间地理信息》 2018年第8期170-171,174,共3页
随着城市的快速发展,对旧城进行改造已成为美化旧城区、提升旧城区人民生活质量的有效手段。本文将探讨三维激光扫描技术在旧城改造中的应用,采用AutoCAD软件进行建筑物外立面的绘制并采用山维EPS软件编写脚本程序计算需要进行改造的部... 随着城市的快速发展,对旧城进行改造已成为美化旧城区、提升旧城区人民生活质量的有效手段。本文将探讨三维激光扫描技术在旧城改造中的应用,采用AutoCAD软件进行建筑物外立面的绘制并采用山维EPS软件编写脚本程序计算需要进行改造的部分的面积。 展开更多
关键词 三维激光扫描 旧城改造 AUTOCAD 山维EPS
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四川安县肖家桥堰塞湖稳定性初步评估 被引量:13
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作者 何秉顺 丁留谦 +2 位作者 王玉杰 徐文杰 赵宇飞 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第A02期3626-3631,共6页
四川省安县肖家桥堰塞湖是"5·12"汶川地震形成的高危堰塞湖之一,堰塞体高65~75m,体积约250万m3,堰塞湖最大库容约2000万m3。将三维激光扫描技术应用于堰塞湖地形测量中,迅速而准确获得堰塞坝的地形信息,为堰塞湖除险设... 四川省安县肖家桥堰塞湖是"5·12"汶川地震形成的高危堰塞湖之一,堰塞体高65~75m,体积约250万m3,堰塞湖最大库容约2000万m3。将三维激光扫描技术应用于堰塞湖地形测量中,迅速而准确获得堰塞坝的地形信息,为堰塞湖除险设计及稳定性评估提供重要依据。在现场利用三维激光雷达技术地形测绘和初步地质勘察的基础上,经过新旧地形图对比,指出有利于堰塞体稳定的结构性因素;通过经验与反演方法确定堰塞体的物理力学指标,经渗流计算与稳定分析,排除堰塞体坝坡失稳及管涌潜蚀两种溃决模式发生的可能性,指出肖家桥堰塞湖溃决模式可能以漫顶冲刷为主。 展开更多
关键词 岩土力学 三维激光雷达技术 堰塞湖 稳定 管涌 漫顶
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基于三维激光雷达的车辆目标检测方法 被引量:13
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作者 苏致远 徐友春 李永乐 《军事交通学院学报》 2017年第1期45-49,共5页
为有效检测道路中的障碍物,识别其中的车辆目标,提出一种基于三维激光雷达的障碍物检测和车辆识别方法。采用雷达相邻扫描点的距离特征分割地面,利用DBSCAN聚类方法对障碍物聚类,利用IEPF算法分割和拟合障碍物轮廓曲线,最后结合多个判... 为有效检测道路中的障碍物,识别其中的车辆目标,提出一种基于三维激光雷达的障碍物检测和车辆识别方法。采用雷达相邻扫描点的距离特征分割地面,利用DBSCAN聚类方法对障碍物聚类,利用IEPF算法分割和拟合障碍物轮廓曲线,最后结合多个判据实现车辆目标检测。在城市快速路进行实验,结果表明该方法可以有效识别其中的车辆目标。 展开更多
关键词 智能车 三维激光雷达 障碍物聚类 IEPF算法 车辆检测
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一种针孔相机与三维激光雷达外参标定方法 被引量:12
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作者 韩正勇 卜春光 刘宸 《传感器与微系统》 CSCD 2018年第4期9-12,16,共5页
针对针孔相机和三维激光雷达的外参标定问题,提出了一种新的方法:利用相机坐标系和激光坐标系下棋盘面的对应性,将外参标定转换为三维空间中旋转、缩放矩阵的求解问题。每帧数据可以提供4个约束,最少只需3帧数据可求解外参矩阵。方法原... 针对针孔相机和三维激光雷达的外参标定问题,提出了一种新的方法:利用相机坐标系和激光坐标系下棋盘面的对应性,将外参标定转换为三维空间中旋转、缩放矩阵的求解问题。每帧数据可以提供4个约束,最少只需3帧数据可求解外参矩阵。方法原理简单易懂,直观明了地解释了失效退化原因。仿真实验与真实数据实验表明:提出的方法可以得到高精度的外参矩阵,且在采样帧数较少的情况下依旧可以获得很好的标定效果。 展开更多
关键词 外参标定 多传感器数据融合 针孔相机 3维激光雷达 机器视觉
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基于三维激光雷达的动态障碍物检测和追踪方法 被引量:12
9
作者 邹斌 刘康 王科未 《汽车技术》 CSCD 北大核心 2017年第8期19-25,共7页
为解决无人驾驶车辆在城市路况下对多个动态障碍物同时检测和跟踪的关键问题,提出一种基于三维激光雷达的多目标实时检测和跟踪方法。通过对单帧激光雷达点云数据进行聚类,提取障碍物外接矩形轮廓特征;采用多假设跟踪模型(MHT)算法对连... 为解决无人驾驶车辆在城市路况下对多个动态障碍物同时检测和跟踪的关键问题,提出一种基于三维激光雷达的多目标实时检测和跟踪方法。通过对单帧激光雷达点云数据进行聚类,提取障碍物外接矩形轮廓特征;采用多假设跟踪模型(MHT)算法对连续两帧的障碍物信息进行数据关联;利用卡尔曼滤波算法对动态障碍物进行连续地预测和跟踪。试验结果表明,该算法能够在自行搭建的智能车平台上以每帧100 ms的速度准确、稳定地检测和跟踪。 展开更多
关键词 三维激光雷达 DBSCAN MHT 卡尔曼滤波
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基于3D激光雷达的SLAM算法研究现状与发展趋势 被引量:7
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作者 薛光辉 李瑞雪 +1 位作者 张钲昊 刘睿 《信息与控制》 CSCD 北大核心 2023年第1期18-36,共19页
即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法是移动机器人实现自主移动的关键环节。激光雷达(LiDAR)具有测距精度高、不易受外部干扰和地图构建直观方便等优点,广泛应用于大型复杂室内外场景地图的构建。随着3... 即时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping,SLAM)算法是移动机器人实现自主移动的关键环节。激光雷达(LiDAR)具有测距精度高、不易受外部干扰和地图构建直观方便等优点,广泛应用于大型复杂室内外场景地图的构建。随着3D激光器的应用与普及,国内外学者围绕基于3D激光雷达的SLAM算法的研究已取得丰硕的成果。梳理了3D激光SLAM算法在前端数据关联、后端优化等环节的国内外研究现状,分析总结了目前各种3D激光SLAM算法以及改进方案的原理和优缺点,阐述了深度学习和多传感器融合理论与技术在3D激光SLAM算法中的应用情况,指出多源信息融合、与深度学习结合、应用场景的鲁棒性、SLAM算法通用框架及移动传感器和无线信号体制的技术渗透是3D激光SLAM算法的研究热点和发展趋势。研究成果对3D激光SLAM算法和未知环境中移动机器人即时定位和地图构建的研究具有重要的参考价值和指导意义。 展开更多
关键词 3D激光雷达 同步定位与建图 移动机器人 研究现状 发展趋势
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三维激光雷达在地面无人平台中的外参数标定 被引量:11
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作者 程子阳 任国全 +1 位作者 张银 孔国杰 《应用激光》 CSCD 北大核心 2019年第1期113-118,共6页
针对车载三维激光雷达在工作前需要对安装外参数进行标定的问题,综合考虑激光雷达的扫描光束不可见、多线式扫描等特点,提出了一种激光雷达外参数的标定方法。首先对普通纸箱进行扫描,以纸箱两个侧面和地面间的相互垂直关系作为约束,采... 针对车载三维激光雷达在工作前需要对安装外参数进行标定的问题,综合考虑激光雷达的扫描光束不可见、多线式扫描等特点,提出了一种激光雷达外参数的标定方法。首先对普通纸箱进行扫描,以纸箱两个侧面和地面间的相互垂直关系作为约束,采用随机抽样一致性算法(RANSAC)在获取的点云数据中拟合出三个平面的初始模型,并通过旋转、平移步骤优化平面模型的拟合精度,从最优模型中提取同名向量和同名点;然后基于空间向量的三维坐标系转换模型,对激光雷达的旋转和平移参数进行求解,只需采集一次数据即可完成所有外参数的标定;最后结合仿真和在标定后对室外环境三维重建的结果,验证了算法的有效性。 展开更多
关键词 三维激光雷达 外参数标定 RANSAC算法 同名向量 三维坐标系转换
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基于马尔科夫随机场的三维激光雷达路面实时分割 被引量:11
12
作者 朱株 刘济林 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期464-469,共6页
针对多类型场景下三维激光雷达地面高准确性实时提取问题,提出一种基于马尔科夫随机场的路面分割算法.算法对三维点云进行滤波和位姿修正,采用基于最大模糊线段法对每条激光雷达扫描线在x-y平面上的投影进行分割,使用角点检测准确定位... 针对多类型场景下三维激光雷达地面高准确性实时提取问题,提出一种基于马尔科夫随机场的路面分割算法.算法对三维点云进行滤波和位姿修正,采用基于最大模糊线段法对每条激光雷达扫描线在x-y平面上的投影进行分割,使用角点检测准确定位每条线段端点.利用原始雷达数据结构信息,建立以线段为节点的无向图马尔科夫随机场,通过分析线段长度、相邻线段间的距离、梯度以及垂直高度差等特征,构建能量方程,用图分割的方法求出最优解,并将线段标记为2类:地面区域和障碍区域.分别在城市平坦路面和乡村起伏道路场景下进行实验,结果表明:与现有算法相比,本算法地面提取准确率更高,在颠簸的乡村道路区域具有更高的稳定性. 展开更多
关键词 马尔可夫随机场 线段特征 实时 三维激光雷达 路面分割
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扫描线段特征用于三维点云地面分割 被引量:10
13
作者 程子阳 任国全 张银 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2019年第7期105-114,共10页
针对从三维激光雷达点云中准确实时地分割地面的问题,提出一种基于扫描线段特征的地面分割算法。算法首先对三维点云进行去噪和位姿修正,接着依据相邻点间的欧氏距离和绝对高度差分割扫描线,然后对扫描线段的相邻线段间距、倾斜度、绝... 针对从三维激光雷达点云中准确实时地分割地面的问题,提出一种基于扫描线段特征的地面分割算法。算法首先对三维点云进行去噪和位姿修正,接着依据相邻点间的欧氏距离和绝对高度差分割扫描线,然后对扫描线段的相邻线段间距、倾斜度、绝对高度差等特征进行分析,采用最大似然估计法求解特征阈值函数,提高了阈值的自适应性;最后综合考虑起伏、倾斜等复杂地形,通过制定横、纵向分类策略将扫描线标记为平坦地面线段、坡面线段和障碍物线段。本算法已成功应用在地面无人平台上,使用情况和对比试验表明,在城市和野外场景中,本算法都能够稳定高效地分割地面。 展开更多
关键词 三维激光雷达 地面分割 线段特征 复杂地形 实时
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面向无人驾驶矿车的露天矿山道路坡度实时检测方法 被引量:9
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作者 孟德将 田滨 +2 位作者 蔡峰 高义军 陈龙 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第11期1628-1638,共11页
露天矿山大部分道路坡度大,无人驾驶矿车在上下坡之前如果不能合理规划速度,则容易发生一些危险,例如因下坡急减速导致的物料外撒或因上坡导致的溜车。无人驾驶矿车通过精确检测车辆前方一定范围内的道路坡度,可以在上下坡之前合理规划... 露天矿山大部分道路坡度大,无人驾驶矿车在上下坡之前如果不能合理规划速度,则容易发生一些危险,例如因下坡急减速导致的物料外撒或因上坡导致的溜车。无人驾驶矿车通过精确检测车辆前方一定范围内的道路坡度,可以在上下坡之前合理规划速度。目前无人驾驶矿车实时检测露天矿山道路坡度存在一些挑战:露天矿山道路坡度大且不平整,无人驾驶矿车在行驶过程中会有比较大的俯仰和弹跳运动,因为基于惯性导航系统(inertial navigation system,INS)或全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的方法测出的是车辆的俯仰角,而不是所在道路区域的坡度;由于露天矿山几何特征缺失,这使得基于SLAM(simultaneous localization and mapping)的方法在特征缺失的路段容易匹配错误,而且基于SLAM的方法测出的也是车辆的俯仰角。本文针对目前无人驾驶矿车实时检测露天矿山道路坡度研究中存在的问题,提出了栅格卡尔曼道路坡度实时检测(grid Kalman road slope real-time detection,GKSRD)方法。该方法以三维激光雷达点云和INS俯仰角信息作为输入,并采用二维栅格地图、感兴趣矩形区域迭代优化算法和卡尔曼滤波器。相比于基于INS或GNSS的方法,该方法减小了无人驾驶矿车行驶过程中由于道路坡度大且不平整对道路坡度实时检测带来的误差。相比于基于SLAM的方法,因为该方法不依赖周围环境的几何特征,所以其不会受到露天矿山几何特征缺失的影响。通过试验验证,GKSRD方法对露天矿山道路坡度的实时检测平均误差小于0.01°,最大误差小于0.5°。相比于基于INS或GNSS的方法和基于SLAM的方法,GKSRD方法精度更高,稳定性和环境适应性也更好。 展开更多
关键词 无人驾驶矿车 道路坡度实时检测 三维激光雷达 露天矿山
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基于3D LiDAR的矿山无人驾驶车行驶边界检测 被引量:7
15
作者 陈龙 司译文 +2 位作者 田滨 檀祖冰 王永涛 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期2140-2146,共7页
路沿检测是矿区无人驾驶的关键技术之一,所得路沿信息可用于辅助无人矿车的感知、规划和定位。准确的路沿检测与路沿图构建同时也是高精地图构建中的首要步骤,通过机器学的方法可以在现有路沿点的基础上初步构建道路结构拓扑。与传统的... 路沿检测是矿区无人驾驶的关键技术之一,所得路沿信息可用于辅助无人矿车的感知、规划和定位。准确的路沿检测与路沿图构建同时也是高精地图构建中的首要步骤,通过机器学的方法可以在现有路沿点的基础上初步构建道路结构拓扑。与传统的卡尔曼框架下的路沿跟踪所不同的是,笔者提出了基于占用栅格思想的路沿跟踪方案。所谓占用栅格,即根据传感器感知到的障碍物信息来对全局范围内的场景进行构建的一种方法。由于矿区环境下的路沿具有高度不确定性,所以需要用一种由包含概率信息的模型找出最高可能性是路沿的位置,而基于八叉树的结构正好可以满足这一需求。笔者通过将每一帧点云实时栅格化来筛选路面候选栅格,然后以环压缩为主进行多特征的路沿检测,其中栅格是一种应用已经非常广泛的点云结构,根据矿山道路本身具有的粗粒度特性,将特征检测扩展到以每一个扇形单元格为不可分割的基本单元,在提高了检测效率的同时,也避免了很多路面凹凸所带来的干扰。路沿的跟踪策略采用基于八叉树的三维占用栅格,融合多帧检测结果,建立全局路沿地图,将传统的二维的占用栅格图的概念扩展到了三维的仅包含路沿属性的全局障碍物图。实际矿区道路检测结果表明,笔者提出的针对矿山非结构化道路的路沿检测算法可以准确地实现对矿山道路边界的检测,并可以满足无人矿车驾驶的实时性。 展开更多
关键词 矿山 3D lidar 路沿检测 建图 无人驾驶
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基于无人机和LIDAR的三维场景建模研究 被引量:8
16
作者 张航 陈彬 +2 位作者 薛含章 朱正秋 王戎骁 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第9期1914-1920,共7页
仿真方法是应急管理的重要研究手段,仿真研究对真实场景的数据采集提出了需求。以无人机为载体、搭载激光雷达、惯性测量单元等硬件设备,集成设计了机载点云数据采集平台。利用该平台采集实际场景点云数据,使用SLAM方法实时建立点云地图... 仿真方法是应急管理的重要研究手段,仿真研究对真实场景的数据采集提出了需求。以无人机为载体、搭载激光雷达、惯性测量单元等硬件设备,集成设计了机载点云数据采集平台。利用该平台采集实际场景点云数据,使用SLAM方法实时建立点云地图,对点云地图进行三维重建。解决了真实场景三维模型的构建问题,设计并实现了一个点云处理和三维建模软件,最后通过实验对算法与软件进行了有效性和稳定性验证。 展开更多
关键词 无人机 三维激光雷达 SLAM 点云三维重建 点云处理软件
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关于在城市测量中三维激光扫描技术的实践研究 被引量:8
17
作者 黄杰云 《测绘与空间地理信息》 2020年第2期85-87,共3页
介绍了目前在城市建设当中采用三维激光扫描的方法进行测量的实际应用情况。主要讲述了这种新方法的基本原理和应用领域,随后通过实际案例验证了三维激光扫描技术的高精度和高效率。最后根据目前应用发展情况讨论此测量方法在今后生活... 介绍了目前在城市建设当中采用三维激光扫描的方法进行测量的实际应用情况。主要讲述了这种新方法的基本原理和应用领域,随后通过实际案例验证了三维激光扫描技术的高精度和高效率。最后根据目前应用发展情况讨论此测量方法在今后生活发展的应用趋势。 展开更多
关键词 城市测绘 三维激光扫描技术 高精度 高效率
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基于三维激光雷达的无人机场景建模 被引量:8
18
作者 赵猛 姚凯 +3 位作者 杨国栋 何煊 梁自泽 翟永杰 《现代电子技术》 北大核心 2020年第14期42-47,共6页
随着无人机应用领域的不断扩大,无人机对周围环境感知的需求逐渐加大,激光雷达技术的应用成为无人机研究领域的重要发展趋势。为解决无人机在飞行过程中周围环境复杂导致现场定位信号较差的问题,基于三维激光雷达,结合大疆无人机的Onboa... 随着无人机应用领域的不断扩大,无人机对周围环境感知的需求逐渐加大,激光雷达技术的应用成为无人机研究领域的重要发展趋势。为解决无人机在飞行过程中周围环境复杂导致现场定位信号较差的问题,基于三维激光雷达,结合大疆无人机的Onboard SDK技术,设计机载激光点云采集系统以及激光点云处理算法。为了降低激光采集系统的操作难度,设计避障算法,在飞行既定路线的同时结合激光点云进行避障飞行。利用激光点云SLAM算法,实现了无人机对周围环境的三维建模,以达到无人机对周围环境感知的目的,并通过实际测试验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 无人机 场景建模 三维激光雷达 激光点云采集系统 系统设计 避障飞行
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基于多传感器融合的无人机可降落区域识别方法研究 被引量:6
19
作者 刘飞 单佳瑶 +2 位作者 熊彬宇 方正 杨正权 《航空科学技术》 2022年第4期19-27,共9页
当无人机遇到电量低、丢失遥控信号、失去GPS信号、天气突变等需要迅速降落的紧急情况时,依靠机载的传感器实现无人机自主降落到安全区域显得非常重要。为保证无人机在遇到紧急情况或者收到降落指令后,能够自动识别安全的降落区域,实现... 当无人机遇到电量低、丢失遥控信号、失去GPS信号、天气突变等需要迅速降落的紧急情况时,依靠机载的传感器实现无人机自主降落到安全区域显得非常重要。为保证无人机在遇到紧急情况或者收到降落指令后,能够自动识别安全的降落区域,实现安全自主降落,本文提出一种基于多传感器融合和深度学习网络框架的无人机可降落区域识别方法。首先,使用基于无人机机载图像信息搜索安全降落区域;然后利用孪生网络对安全降落区域进行跟踪。当无人机降落到一定高度时,利用机载激光雷达进行近地面环境实时建模与语义分割,确定安全的可降落区域;最后,通过实时建立的可降落区域点云模型,计算出精确的可降落区域位姿信息,供飞控系统实时着陆控制使用。在仿真环境和实际环境中的试验研究表明,基于多传感器融合的方法对可降落区域的识别准确率达到90%,位置识别的误差为5cm,着陆过程地形高程估计误差为2cm,能够满足无人机自主安全着陆的要求。通过对可降落区域识别方法的研究,实现无人机对下方可降落区域的识别,进而引导无人机实现安全自主着陆。 展开更多
关键词 自主泊降 深度学习 多传感器融合 三维激光雷达 语义分割
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一种多线激光雷达与GNSS/INS系统标定方法 被引量:6
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作者 叶珏磊 周志峰 +1 位作者 王立端 庞正雅 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2020年第1期30-36,共7页
对于车载激光雷达(LiDAR),惯导系统(INS)与卫星导航(GNSS)的组合导航定位系统,传感器数据融合之前需要对传感器安装位置进行标定。针对以上目标本文提出了一种基于分步迭代法与KD树优化的DBSCAN算法寻求最优安置参数的方法。对初始安置... 对于车载激光雷达(LiDAR),惯导系统(INS)与卫星导航(GNSS)的组合导航定位系统,传感器数据融合之前需要对传感器安装位置进行标定。针对以上目标本文提出了一种基于分步迭代法与KD树优化的DBSCAN算法寻求最优安置参数的方法。对初始安置参数进行粗略测量后通过分步迭代法迭代初始参数附近的值,并基于KD树优化的密度聚类算法(DBSCAN)将转换到唯一坐标系下的相邻帧点云集位置重合度进行评价,择优得到最准确的安置参数。实验使用最近迭代点算法(ICP)对不同分步步长的标定参数结果进行对比,实验结果表明安置参数在缩小步长的情况下精度会得到略微提高;本文采用的方法相比初始估计外参提高了标定精度。 展开更多
关键词 三维激光雷达 三维坐标系转换 ICP DBSCAN 分步迭代法
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