在環(huán)境測繪、無人駕駛等領(lǐng)域中,由于道路地形錯綜復(fù)雜、地貌廣闊以及被掃描物體表面反射率的差異,常常使得激光雷達設(shè)備采集到的點云數(shù)據(jù)帶有許多噪聲,并且在數(shù)據(jù)采集過程中由于建筑物與障礙物的遮擋導(dǎo)致幀與幀之間的點云數(shù)據(jù)重疊率比較低,這些問題直接影響后續(xù)的三維場景重建與無人駕駛系統(tǒng)最終的決策。因此,對激光雷達的點云數(shù)據(jù)處理研究就顯得非常重要。本文從點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)入手,深入研究激光雷達點云數(shù)據(jù)處理技術(shù)中的點云濾波與點云配準兩個核心問題。首先,本文針對激光雷達掃描數(shù)據(jù)的噪聲來源與噪聲模型的特點,詳細研究了點云濾波算法中濾波效果較好的三維導(dǎo)向濾波算法,針對三維導(dǎo)向濾波算法處理后的點云模型殘留有局部噪聲的缺點。將二維圖像處理中的二次導(dǎo)向濾波方法進行擴展,引入到三維點云數(shù)據(jù)濾波中,從而在有效地濾除了無用的噪聲點的同時很好的保持了模型的局部輪廓。然后,本文又詳細研究了傳統(tǒng)點云配準效果較好的ICP算法,針對目前ICP點云配準算法中當(dāng)原始點云與目標點云的重疊空間比較小時,ICP點云配準效果差、運行速度慢的缺點。采用一種基于法向量聚類以及點代表選舉的改進算法顯著地改善了點云配準的效果。最后,本文研究了點云濾波與... 

【文章來源】：長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

激張雷達工作原理圖

可以分為以下三類。法主要是通過激光脈沖調(diào)制技術(shù)來實現(xiàn)測距棱鏡，照射到被測物體上，再經(jīng)被測物體激光裝置與目標之間的距離，根據(jù)脈寬調(diào)相位測距法和調(diào)頻連續(xù)波測距法三種。與較廣，但是分辨率較低，因此被應(yīng)用于，法由兩個關(guān)鍵的要素：一個是發(fā)射探頭與限于接收裝置所提供信號的傳送時間。如的時間差為t，根據(jù)公式（2-1）計算出距2v tS Δ=

5）測距達 100m；6）精度 + / 3cm。VLP-16 激光雷達的數(shù)據(jù)采集步驟如下：1）首先使用 USB 數(shù)據(jù)線把 VLP-16 雷達與上位機相連，并且給激光雷達上電。VLP-16 激光雷達會給上位機發(fā)送兩個獨立的 UDP 廣播包。2）然后從以太網(wǎng)端口獲取 UDP 廣播包，并開始研究數(shù)據(jù)包中激光雷達的旋轉(zhuǎn)角度，被測物體的測量距離以及校準后反射率。從而提取出方位角、仰角、距離以及GPS 等信息。3）接著通過對提取到的激光雷達數(shù)據(jù)進行三維空間坐標變換，從而計算出X 、 Y 、 Z坐標。由于激光雷達系統(tǒng)的位置信息用球面坐標 ( r , w, a )表示的，所以應(yīng)該轉(zhuǎn)換成直角坐標。4）最后繪制或存儲數(shù)據(jù)。本文的實驗設(shè)備如圖 2.4 所示，主要包括 VLP-16 激光雷達、筆記本電腦等。給VLP-16 激光雷達上電后，激光雷達開始工作，并通過 USB 數(shù)據(jù)線將采集的點云數(shù)據(jù)實時傳給上位機進行顯示。

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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[3]建筑物表面三維激光點云數(shù)據(jù)分類處理方法研究[D]. 于國超.河北師范大學(xué) 2018
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本文編號：3317673