发布时间 : 星期六 文章SSW车载移动测量系统及其应用更新完毕开始阅读
目标地物特征信息，才具有实际意义，这就大大增加了它们标定的难度。激光扫描仪的标定包括距离测量参数和角度测量改正参数两项标定内容。利用激光扫描仪的竖直工位超慢速扫描实现无需姿态的激光动态扫描，进而有效解决激光扫描仪的距离测量和角度测量参数的标定问题。
面阵相机一般通过大型室外检校场来进行，相关的标定技术比较成熟。线阵相机的扫描成像特性使其标定工作非常困难，线阵相机标定的目的是消除相机镜头畸变和CCD安置误差，使影像、投影中心和目标点间处于严格的“共线”状态。线阵相机标定的核心是准确确定实际拍摄的影像与目标点间的对应关系，用镜头畸变模型求取相关改正参数。线阵相机与激光扫描仪的工作方式基本一致，均为线阵推扫。因此将线阵相机与激光扫描仪平行绑定，利用激光扫描仪测量角度实现线阵相机的标定。
（三）传感器间相对外方位元素标定
系统各传感器按一定位置关系安装后，传感器间（激光扫描仪与IMU、相机与IMU）存在一个固定的相对姿态，即他们之间的相对外方位元素。通过直接测量方式是无法精确获取传感器间的相对外方位元素的，而这些参数直接影响着测量结果。
传感器间相对外方位元素标定是通过扫描检校场来完成的。具体原理是：系统扫描检校场后，提取检校场内特征控制点的点云坐标，将其与常规测量坐标构成测量点对，建立误差方程式，迭代求取参数，实现相对外方位元素的高精度标定。
也可以利用同一条路往返扫点云中线状地物（如电线杆）关系（重合或平行），对系统参数进行标定。
沿扫描方向上电线杆不重合主要是由于翻滚夹角不正确引起的，对夹角进行微调，直至他们重合或平行。垂直于扫描方向上电线杆不重合主要是由于俯仰角不正确引起的，通过调整，使其重合或平行。由于两参数计算时相互影响，调整时要反复进行。
（四）点云与影像的高精度融合技术
将点云数据赋予RGB值，对点云数据的解译、分类和一些细节特征的表达都有非常大的帮助。对彩色点云数据生产，国内外学者从理论和生产上都进行了许多研究。主要思路有：①通过一些技术方案使两传感器同心（激光扫描仪中心和相机投影中心重合），匹配影像和点云中的同名特征点，恢复相机拍摄时的姿态，使对应两传感器投影角度实现数据融合。②在激光扫描的同时，用面阵相机进行立体摄影，构建立体像对，在同一坐标系内与激光扫描点云进行邻近融合。这些方法大多是针对地面静态扫描仪或小区域范围的数据采集，数据采集和处理复杂，难以满足复杂的动态街道测量要求。
SSW系统在点云数据采集的同时采集了目标物的影像数据，利用POS系统获取的姿态数
据可以直接或间接地计算出相机曝光时刻的姿态数据，影像数据和点云数据的坐标系统就统一起来了，利用共线条件式可以使点云数据与影像数据准确融合。
四 DY-2点云工作站
点云数据浏览、分类、特征信息提取、矢量数据生产也是SSW系统应用的重要组成部分。点云数据是依时间顺序进行采集的，数据只是一些离散的坐标值，与目标物的特征、结构、属性没有任何关联且数据量很大。点云数据的使用和深层信息的挖掘需要一套强大的点云数据处理、浏览等功能的软件来实现。DY-2点云测量工作站就是在这样的背景下研究开发的点云数据处理系统。
DY-2基于C++开发语言与系统底层API，使用OpenGL三维图形渲染接口，以及成熟的第三方工具作为依赖，从而实现跨平台的代码设计。这其中，一些可用的第三方工具包括开源的数据分析处理工具GDAL、PROJ等，它们在数据处理方面的卓越能力，已经被各大公司和研究机构所广泛认可，并成为ArcGIS、SuperMap、Skyline等主流GIS软件的底层依赖库支持。
DY-2的底层核心组件包括三维场景组织结构的设计、用户漫游和交互功能的开发，大规模场景数据的动态调度与管理，立体显示支持，以及数据分析的功能函数等。系统设计框架如图3所示。
用户层浏览器控件软件界面脚本语言绑定系统层插件扩展SDK接口核心功能组件OpenGLC++与系统底层第三方工具数据库系统服务端 图3 DY-2系统设计框架图
DY-2的用户层核心组件，主要包括海量点云数据处理模块、三维场景构建及管理模块、向量测图模块、向量编辑模块、成果输出模块等。
DY-2点云测量工作站软件工作界面如图4所示。
图4. DY-2点云测量工作站界面
界面常驻信息有：
①当前图层信息。②当前三维测标所在位置，即测标的三维坐标信息。③国标分类信息。④机助测图实时信息。包括：当前图层名称、当前线型及颜色、当前画笔状态眼基线长度、立体观察方式（真立体、透视立体）、正射观察时视线方向（向上、向下）等。⑤实时编辑菜单。
点云场景显示主要有：点云数据的彩色显示（依RGB信息渲染）、点云数据灰度显示（依反射强度渲染）、点云数据的二值显示（依有无渲染）以及点云数据的假彩色显示（依高程值渲染、依深度渲染），如图5所示。
五 系统应用试验
（一）道路高精度高程测量
近几年，随着我国公路建设的快速推进，我国公路网建设已基本完成。公路建设进入以公路大修和改扩为主的局面。公路大修与改扩建工程对公路路面高程测量精度要求很高，通常采用水准测量方式来完成路面高程测量任务。而一般的公路都非常繁忙，车辆多、速度快，直接在路面上作业非常危险。目前还没有较好的方法能够替代路面的水准测量工作。将车载移动测量系统应用于公路路面高精度高程测量是一件十分有意义的工作，也是系统应用中最困难的一项工作。
图5. DY-2点云场景显示（依次为彩色、二值、黑白）
试验区位于北京市南二环永定门桥至左安门之间，全长约3.5公里。道路一侧高楼林立，另一侧为护城河水面，路两边树木较多，GPS信号失锁较严重，是一段典型的城区内道路，车流量很大，常规作业危险、困难。