车载激光扫描与数据处理工程应用研究--可公开
三维激光扫描点云数据处理及应用技术
三维激光扫描点云数据处理及应用技术三维激光扫描点云数据处理及应用技术引言随着技术的不断进步，三维激光扫描点云数据已经成为获取高精度三维信息的一种重要手段。
该技术广泛应用于建筑、制造、地理信息系统等领域。
然而，如何高效地处理和应用三维激光扫描点云数据仍然是一个具有挑战性的任务。
本文将介绍三维激光扫描点云数据处理的基本原理，并讨论其在不同领域中的应用技术。
一、三维激光扫描点云数据处理的基本原理（一）点云数据的获取三维激光扫描仪通过发射激光束并接收反射回来的光信号来获取目标物体表面的三维点云数据。
激光束发射器会发射一束激光，然后记录激光束投射到目标物体上后反射回来的光信号的时间和方向信息。
通过对这些信息进行处理，可以得到目标物体表面的三维点云数据。
（二）点云数据的处理三维激光扫描点云数据处理主要包括数据去噪、配准、重建和分析等步骤。
1. 数据去噪：点云数据通常会受到传感器噪声、环境干扰等因素的影响，导致数据中存在噪声点。
数据去噪的目的是将噪声点剔除，以得到更准确的目标物体表面的点云数据。
常用的去噪算法包括法向量法、曲率法和高斯滤波法等。
2. 配准：由于激光扫描仪的位置和姿态可能会发生变化，所以点云数据通常需要进行多个视角的配准，以获得整个目标物体的完整三维点云数据。
配准指的是将不同位置和姿态的点云数据对齐，使其在同一个坐标系下。
常用的配准方法包括迭代最近点（ICP）算法、特征匹配算法等。
3. 重建：重建是根据点云数据恢复目标物体的表面形状和结构。
根据点云数据的密度和形状特征，可以使用不同的重建算法，如基于体素的重建方法、基于多边形网格的重建方法等。
4. 分析：点云数据分析是对点云数据进行进一步处理和分析，以获取更多的信息。
例如，通过点云数据可以计算目标物体的表面曲率、法向量、体积等特征。
二、三维激光扫描点云数据处理的应用技术（一）建筑领域三维激光扫描点云数据在建筑领域具有广泛的应用。
它可以被用于建筑物的精确测量、室内外空间的三维模型构建、建筑物的结构分析等。
基于车载三维激光扫描的城市道路竣工测量探讨
基于车载三维激光扫描的城市道路竣工测量探讨贾峻峰广州市城市规划勘测设计研究院 广东广州 510060摘要：车载三维激光扫描系统融合了多种传感器和数据源，可以自动、迅速地获取道路的全方位信息。
其扫描速度迅捷、数据信息丰富、精确度高、采集过程安全简单，并能节省人力。
此技术显著提高了外业生产效率，并降低了生产成本。
对车载三维激光扫描技术在道路工程竣工测量中的内外业处理流程的研究结果表明：该技术的精度可达到1∶500测图精度要求，满足城市高架路竣工规划测绘的精度需求。
该技术方案是切实可行的，且能高效地提高生产效率。
关键词：车载三维激光扫描 道路竣工测量 点云数据精度 测图精度中图分类号：U415文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2024)02-0142-03 Exploration of Urban Road Completion Survey Based on Vehicle-Mounted 3D Laser ScanningJIA JunfengGuangzhou Research Institute of Urban Planning, Survey and Design, Guangzhou, Guangdong Province, 510060ChinaAbstract:The vehicle-mounted 3D laser scanning system integrates multiple sensors and data sources, and it can automatically and quickly obtain comprehensive information of the road. It has fast scanning speed, rich data infor‐mation and high accuracy, and the collection process is safe and simple and can save manpower. This technology significantly improves field production efficiency and reduces production costs. The article provides a detailed in‐troduction of the internal and external processing flow of vehicle-mounted 3D laser scanning technology in the completion measurement of road engineering. Rresearch results indicate that the accuracy of this technology can reach 1∶500 mapping accuracy requirements, and meet the accuracy requirements of urban elevated road comple‐tion planning and surveying. This technical solution is feasible, and it can efficiently improve production efficiency. Key Words: Vehicle-mounted 3D laser scanning; Road completion measurement; Point cloud data； Mapping accuracy1 三维激光扫描技术工作原理三维激光扫描仪系统主要集成三维激光扫描仪、惯性仪、全景相机、测速仪、卫星定位模块和车辆刚性平台装配控制模块［1］。
车载激光扫描技术在公路测量中的应用
车载激光扫描技术在公路测量中的应用摘要：传统的公路测量工程主要采用水准仪、全站仪或RTK等测量方法联测得到数据。
针对传统测量方法工作量大,效率低、干扰正常交通秩序等问题,采用车载激光扫描测量系统，可快速获得路面点坐标信息及道路两侧情况。
本文结合项目实际,阐述了车载激光扫描技术的基本原理和作业技术流程，通过在公路测量的应用,分析了数据采集和处理中的关键技术,并通过点云数据提取获得符合精度要求的目标点的坐标和高程。
关键词：车载；激光扫描技术；公路测量；一、车载激光扫描技术的工作原理及特点1.1工作原理车载激光扫描系统是将三维激光扫描仪、导航定位系统和惯导系统联合使用，实现对动态扫描快速定位的测量系统。
其工作原理是车辆在移动过程中,GPS测量记录扫描仪运行轨迹在世界坐标系中的实时位置;激光扫描仪则记录目标的大小、形态和距离;惯导系统则计算扫描仪的运行姿态;然后利用时间和空间上的检校信息,通过统一的地理参考和解析处理实现动态实时的获取目标点三维坐标信息的功能。
车载激光扫描系统主要由以下几部分组成:三维激光扫描仪、GNSS天线、高精度IMU、电子转台、里程计、线阵相机和笔记本电脑;三维激光扫描仪﹑相机和惯导系统固定在电子转台上,里程计安装在车辆的轮胎上。
1.1.1车载激光扫描系统实现技术同步车载多传感器同步技术是车载激光扫描技术的重中之重。
首先通过同步控制软件将各组件开始数据采集的时间相统一;然后采集数据时以流动站卫星定位接收机的时间为标准,GPS 向激光和惯导系统不断地发秒脉冲与此同时激光与惯导系统向卫星定位接收机的I\O口打标,这样就能将激光和惯导系统采集到的数据贴上世界协调时的标签,而激光发出的秒脉冲可以通过电子转台和线阵相机的控制及来实现时间上的同步。
1.1.2 GPS和 IMU相辅相成GPS可以提供非常准确的位置,有着较高的稳定性。
虽然利用GPS 差分定位技术可以得到厘米级的精度，但由于大型的构建筑物的遮挡或多路径效应,经常会遇到一直处于浮动状态、定位精度差的情况。
激光扫描技术及其应用
激光扫描技术及其应⽤郑重申明本⼈呈交的学位论⽂，是在导师的指导下，独⽴进⾏研究⼯作所取得的成果，所有数据、图⽚资料真实可靠。
尽我所知，除⽂中已经注明引⽤的内容外，本学位论⽂的研究成果不包含他⼈享有著作权的内容。
对本论⽂所涉及的研究⼯作做出贡献的其他个⼈和集体，均已在⽂中以明确的⽅式标明。
本学位论⽂的知识产权归属于培养单位。
本⼈签名：⽇期：摘要激光扫描技术是⼀种新兴空间信息获取技术，作为获取空间数据的有效⼿段，以其快速、精确、⽆接触测量等优势在众多领域发挥着越来越重要的作⽤，尤其是在测绘领域，其在变形监测、3D数字城市、地图测量等等上的快速、良好运⽤，给测绘⼜带来了⼀次技术变⾰。
随着对激光扫描技术的研究进⼀步深⼊，其应⽤领域将更加⼴泛。
本⽂是⼀篇研究激光扫描技术及其若⼲应⽤的⽂章，主要从激光的原理和特性⼊⼿，来阐述激光扫描仪，包括对激光扫描仪的原理、特点进⾏叙述，以及激光扫描仪与传统测绘技术的对⽐，接着重点介绍地⾯三维激光扫描仪，包括对地⾯三维激光扫描仪的原理、分类、精度影响因素等等说明，同时列举了地⾯三维激光扫描仪在公路建模上的⼀个运⽤，进⾏最后是对激光扫描仪的总结和展望。
关键词：信息技术、激光、激光扫描测量、激光扫描技术、地⾯激光扫描仪、点云数据ABSTRACTAs get spatial data effective means, laser scanning technology is one kind of emerging spatial information acquisition technology, with its rapid, accurate, non-contact measurement in many fields such as advantage is playing more and more important role, especially in surveying and mapping domain, its deformation monitoring, 3D digital city, map measurement, etc by the rapid, good use of surveying and mapping, to bring a technological change again. With the study of laser scanning technique, its application field further will be more widely.This paper is a study laser scanning technology and some application articles, mainly from the principle and characteristics of laser, expounded the laser scanner, including laser scanner principle, characteristics, and laser scanner description with traditional mapping technology contrast, then introduced the ground 3d laser scanner, including ground 3d laser scanner principle, classification, precision influence factors and so on, and enumerated the ground that 3d laser scanner in a highway modeling to apply, final is summarized and prospects of laser scanner.Keywords：Information technology, laser, laser scanning measurement, laser scanning technology, ground laser scanner, the point cloud data⽬录第⼀章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.2.1 达到的⽬的 (2)1.2.2 选题的意义 (2)1.3发展现状 (2)1．3．1国外的研究介绍 (2)1．2．2国内研究简介 (5)1.4主要研究内容 (6)第⼆章激光扫描技术 (7)2.1激光 (7)2.1.1激光原理 (7)2.1.2激光的特性 (8)2.2激光雷达（LIDAR） (8)2.2.1激光雷达⼯作原理 (9)2.2.2激光雷达技术优势 (9)2.2.3激光雷达技术应⽤现状 (10)2.3激光扫描仪的原理 (11)2.3.1激光扫描⽅式 (11)2.3.2激光扫描仪的测量原理 (12)2.4激光扫描仪种类 (13)2.5机载型激光扫描仪 (14)2.6激光扫描仪的特点 (15)2.7激光扫描技术与传统测量技术的区别 (16)第三章地⾯激光扫描仪 (17)3.1地⾯激光扫描仪的原理 (17)3.2地⾯激光扫描仪与靶标 (18)3.3地⾯激光扫描仪的分类 (20)3.3.1基于测距⽅式的分类 (20)3.3.2基于与相机组合⽅式的分类 (21)3.4 地⾯激光扫描仪的⽅法和数据处理 (22) 3.4.1地⾯激光扫描仪的⽅法 (22)3.4.2 地⾯激光扫描仪的数据处理 (23)3.5影响地⾯激光扫描仪精度的因素 (25) 3.5.1⾓度测量 (25)3.5.2距离测量 (25)3.5.3分辨率 (25)3.5.4边缘效应 (26)3.5.5反射特性 (26)3.5.6环境条件 (26)3.6地⾯激光扫描仪应⽤实例 (26)3.6.1数据采集 (26)3.6.2数据处理及结果 (27)3.7地⾯激光扫描仪的应⽤ (29)第四章总结与展望 (32)4.1总结 (32)4.2展望 (32)参考⽂献 (34)致谢 ........................................ 错误！未定义书签。
基于车载激光扫描数据的窗户提取与重建技术
在没有任何辅助数据的情况下 ， 从车载激光扫描数
据 中提取 和重 建窗户 的技 术和方 法 。
收 稿 日期 ： ０ ９０ －１ ２０ —８２ ；修 回 日期 ： ０９ １－４ ２ ０ — １２ 基金项 目： 山空间信息技术国家测绘局重点实验室开放基金 （ 矿 Ⅺｍ （Ｏ ） Ｏ９４ 。 ） 作者简介 ： 杨 洋 （９ ５ ）男 ， １８ 一 ， 湖北天 门人 ， 硕士研究生 ， 主要从事摄影测量 与遥感 、 空间三维可视化研究 。
中， 取得 了不 错 的效 果 ， 其他学 者也 利用 投影点 密度
理 论对 点云 数据 进 行 特 征提 取 。基 于 此 条件 ， 以 可 将 基于 投影 点密度 的处 理方法 引入 到建筑 物立 面窗
立 面三维 重 建 模 型 进 行 了很 多 的 研 究 ¨ ， 些 特 一 征提取 的方 法能 够很好 地提 取建筑 物 的轮廓等 外部 特征 ， 但是 对于建 筑物更 高层 次 的细节特 征 ， 别是 特 窗户 ， 往往不 能 得 到很 好 的 提取 效 果 。其 原 因在 于 窗户对 激光 的反射 率 低 ， 立 面 的 窗户 区域往 往 只 在 有很少 的激 光反 射点 甚 至 没有 激 光 反 射 点 ， 能 有 不 效获取 窗户 的空 间三维信 息 。因此从 激光 点云 中提 取窗户 只能依 靠 提取 窗 户 边缘 的墙 面 点 ， 通过 对 这 些 墙面 点进行 信 息挖 掘 来 定位 出窗 户 的轮 廓 坐标 。 李 必军 （０３ 研 究 基 于建 筑 物 几 何 特 征 直 接从 距 ２０ ） 离 图像 中提取 建筑 物平 面外 轮廓 信 息 ； ａｄｒ ｌ Ｈ ｉｅ Ａｉ 利 用统计 学 的方法 ， 通过激 光点 云距 离值 的均值 、 方 差 、 准偏差等 统计 信息对 窗户 进行 提取 ， 是必 须 标 但 辅 以窗户 的光 学影 像 信 息 ＿ 。到 目前 为止 ， 没 有 ４ Ｊ 还 从 激光 扫描数 据 中提取 窗户特征 的成 熟 、 可行方法 。 本 文在借 鉴投影 点 密 度思 想 的基 础上 ， 出 了一 套 提
《城市三维建模技术规范》要点解读
二、规范编制的基本思路和主要内容
2.1 基本思路
（１）实用性与通用性相结合。《规范》以武汉市三 维数字地图系统建设标准成果为基础，具有实用性，并 要考虑到不同城市建模软件、精细程度等的不同，着重 于一般性和通用性要求。
（２）与具体应用相结合。《规范》成果要与城市规 划管理、城市网格化管理等重点应用，通过应用检验和 完善标准。 （３）地上地下相结合。《规范》要考虑将城市地上 和地下空间作为一个整体纳入建模标准制定的范畴。
据标准，分别从基本规定、地形模型制作、建构筑物制作、模型组织、 模型命名规范、模型制作精度等方面对城市三维模型的制作给出了技术
要求。
深 圳
北 京
重 庆 广 州
成都、青岛、 济南、南宁等 武 汉
1.2 目的与意义 本规范编制的目的就是：统一城市三维建模的技 术要求，及时、准确地为城市规划、建设、管理、服 务以及数字城市建设提供三维技术服务，推进城市三 维模型数据的共享、共用。因此，《规范》的编制具 有重要意义。
3.3 建模单元的划分与模型命名
现实城市是一个连续的空间，必须将其划分为小的单 元才便于三维模型数据的采集和管理。在二维地图中，一 般按规则格网划分，如城市1:2000地形图按1km×1km（图 上50cm×50cm）进行划分，称为一个标准分幅。在三维城 市建模时，为避免建筑实体被分割，一般按不规则格网进 行划分。
4
Skyline/Terra Builder
5
Google Sketchup
（3）2008年8月18日，《规范》编制启动会暨编委会第一次全体会
议（武汉），成立编委会、明确编制大纲和工作计划； （4）2008年12月25日，编委会第二次全体会议（武汉），讨论初稿；
车载激光雷达与摄像头数据融合的智能车辆环境感知技术
图1 激光雷达工作原理传统激光雷达系统的目标检测是由数据预处理、提取特征和激光雷达传感器采集环境点云数据，但在采集中会存在如浮尘等噪声，因此需要通过数据预处理技术降低噪声干扰，减少干扰数据。
其次，使用提取特征技术对点云特征进行提取。
最后将具有相同特征点云聚类一起，完成目标检测。
图2 多传感器数据融合结构3.1 数据层融合车载摄像头能获取到可见光环境数据信息，摄像头相对于激光雷达相比成本较低，是目前应用最广的传感器设备之一。
摄像定摄像头和激光雷达的数据。
把激光雷达采集到三维数据与摄像头采集的二维数据融合，目前常用的技术有基于标靶、基于无靶、基于运动标定和基于深度学习标定。
基于深度学习标定能通过多次训练实现特征提取与学术|行业分析ACADEMIC特征匹配，其自动化程度高、稳定性好。
通过提取摄像头和激光雷达原始数据进行回归计算，就能自动估计变换范围，最终完成数据标定。
3.2 特征层融合目标检测是近年来人工智能技术领域热门研究方向，对车辆环境目标检测要做到实时、精准，也是智能化汽车环境感知的一个挑战。
通常对汽车车载摄像头采集到的道路信息进行检测为二维目标检测，主要包括单阶段检测算法和两阶段检测算法两种。
由于要满足智能汽车检测和部署速度，一般采用简短检测算法完成车辆环境目标检测。
车载激光雷达采集的数据进行目标检测属于三维目标检测，三维目标检测能对目标空间、姿态和深度进行检测，从而提升目标检测精准度。
激光雷达传感器收集的三维数据主要用于图像的检测和点云与图像融合的检测。
三维目标检测技术运用在目标检测、目标跟踪和语义分割等智慧车辆环境感知中。
基于点云的目标检测目前主流算法有K-Means算法、DBSCAN算法等，能对激光雷达采集到的点云数据进行处理。
特征层融合是对多传感器数据融合后，进行数据特征法的提取，该操作也通常称为中间层融合。
特征层数据融合以一个单位特征量的形式输出，相比数据层的数据，特征层把数据融合后还要进行关键特征提取工作。
车载激光扫描技术
数据滤波与平滑
进一步处理点云数据，去除噪声和异常值，平滑 数以减小数据量，方 便存储和传输。
CHAPTER 04
车载激光扫描技术在不同领域的应 用案例
城市规划与建模
1 2 3
城市规划
数据裁剪
根据需要，对数据进行裁 剪和筛选，以去除不必要 的部分。
点云数据生成
激光扫描仪数据获取
通过激光扫描仪获取目标物体的三维坐标信息。
点云数据生成算法
利用点云数据生成算法，将多个扫描数据拼接成一个完整的点云数 据。
数据格式转换
将点云数据转换为常用的数据格式，如XYZ、LAS等。
数据后处理
数据分类
技术创新和产业升级将进一步推动车载激光扫描技术的发展和应用，实现更高效、更智能的 交通出行。
未来发展方向与挑战
未来发展方向
研究和发展更高精度的激光雷达技术，提高激光 扫描的精度和稳定性。
加强数据处理算法和软件技术的研发，提高数据 处理的速度和精度。
未来发展方向与挑战
• 探索和应用更多种传感器融合技术，提高激光扫描的适应性和 稳定性。
工作原理
激光扫描仪按照一定的角度旋转 ，同时车辆在行驶过程中不断通 过GPS和IMU获取位置和姿态信
息。
激光扫描仪发射的激光束遇到目 标物体后反射回来，通过计算激 光束往返时间，得到目标物体的
距离信息。
控制系统根据获取的距离信息、 车辆的位置和姿态信息生成三维
地形数据。
激光扫描仪性能指标
01
02
车辆平台选择
选择适合车载激光扫描设备的车 辆平台，考虑车辆的稳定性、行 驶速度、车辆改造难度等因素。
《2024年三维激光扫描点云数据处理及应用技术》范文
《三维激光扫描点云数据处理及应用技术》篇一一、引言随着科技的发展，三维激光扫描技术已逐渐成为一项重要的技术手段。
通过高精度的三维激光扫描设备，可以迅速获取被测物体的三维点云数据，这些数据能够用于各类场景，如工业测量、文物保护、地形测绘等。
本文将就三维激光扫描点云数据处理及应的技术进行深入探讨。
二、三维激光扫描点云数据的获取三维激光扫描技术主要通过激光测距仪和高速相机来获取被测物体的点云数据。
通过设备的高速旋转和移动，能够获取被测物体的大量三维空间坐标数据，形成点云数据。
这些数据具有高精度、高密度、高效率等特点，为后续的数据处理提供了基础。
三、点云数据处理技术1. 数据预处理：点云数据的预处理主要包括去除噪声、数据配准、去重等步骤。
这些步骤的目的是为了获得更加精确的点云数据，以便于后续的处理和应用。
2. 数据滤波：对于大量、密集的点云数据，需要进行滤波处理以去除无关的数据或噪声。
常见的滤波方法包括统计滤波、体素滤波等。
3. 点云配准：在获取到多个部分的点云数据后，需要进行配准操作，以使它们在空间上统一。
常见的配准方法包括ICP算法等。
4. 模型重建：通过对点云数据进行曲面重建、体积计算等操作，可以获得被测物体的三维模型。
这一步骤通常需要使用到专业的软件工具进行操作。
四、点云数据的应用技术1. 工业测量：在工业生产中，三维激光扫描技术可以用于对产品的尺寸、形状等进行精确测量，以保障产品质量。
2. 文物保护：对于一些历史文物或建筑，由于时间久远或其它原因导致无法直接接触进行测量时，可以通过三维激光扫描技术获取其精确的三维模型，以便于进行保护和研究。
3. 地形测绘：在地质勘查、地形测绘等领域，三维激光扫描技术可以快速获取地形地貌的三维数据，为后续的地理信息分析提供基础数据。
4. 虚拟现实和增强现实：通过将三维激光扫描获取的点云数据导入到虚拟现实或增强现实软件中，可以创建出逼真的虚拟环境或增强现实场景，为各类应用提供丰富的视觉体验。
车载激光扫描技术研究与应用现状
胡 雨佳 （ 辽宁地 质工 程职业学院）
摘要 ： 近年 来 ， 随 着 三维 激 光扫 描技 术 的 不 断发 展 和 完 善 ， 车载 激
光扫 描 技 术 的应 用越 来 越 广泛 。 本 文针 对 车 载 激光 扫 描 技术 ， 概 述了 该 技术 的工作 原 理 ， 系 统组 成 ， 处理 流程 ， 工 程应 用 以 及今 后 的发 展 。 名 称
Ｉ ＭＴ Ｍ 次 技术 革命 ， 又 被称 为 实景 复制 技术 。 它突破 了传 统 的单 Ｇ
Ｎ Ａ Ｖ Ｓ Ｙ Ｓ
卡 车 Ｃ Ｃ Ｄ， 摄像 机 Ｇｏ ｅ ｔ ｓ ｅ ｅ
ａ ｎ ｄ
点 测 量 方法 ， 具 有快 速 ， 非接触 式 ， 渗透 ， 实时 ， 动态 的 ， 主 Ｋ Ｉ Ｓ Ｓ 动的， 高密 度 ， 高精 度 ， 数 字化 ， 自动化 等特点 。三维激 光扫 描 技术 可 以获 取高 精度 高 分辨 率 的数字 地形模 型 ， 因为 它 能够 提供 扫 描 物 体表 面 的三 维点 云 数据 。 按 照 载 体 的 不 同， 三 维激 光扫 描 系统 又可 分 为机载 、 车载、 地面 和手 持 型 Ｇ Ｊ — Ｅ Ｙ Ｅ 几 类 。在 许 多环境 下 ， 车 载激 光扫描 系统就 可 以克服 利 用 ＣＤＳＳ 地 面 激光 测量 系统 扫描 而造 成 的费时费 力 的 问题 ， 例 如 对
Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ 汽 车 单 色 Ｃ Ｃ Ｄ， 彩 Ｓ ｃ ｈ ｗａ ｒ ｚ ， １ ９ ９ ３
ｏ ｆ Ｃ ａ ｌ ｇ ａ ｒ ｙ 色 摄 像机 Ｅ Ｉ － Ｓ ｈ ｅ ｉ ｍｙ ， １ ９ ９ ９
０ 引言 Ｖ Ｉ Ｓ Ａ Ｔ 三维 激光扫 描 技术 是测 绘领 域 继 Ｇ Ｐ Ｓ技 术 之后 的一
车载激光雷达点云数据处理关键技术
计算机测量与控制．２０２２．３０（１） 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·２３４ ·收稿日期：２０２１１１０３； 修回日期：２０２１１２１０。
基金项目：山西省回国留学人员科研资助项目（２０１７－０９１）。
作者简介：党亚南（１９９８），女，山西忻州人，硕士研究生，主要从事图像处理与计算成像方向的研究。
引用格式：党亚南，田照星，郭利强．车载激光雷达点云数据处理关键技术［Ｊ］．计算机测量与控制，２０２２，３０（１）：２３４２３８，２４５．文章编号：１６７１４５９８（２０２２）０１０２３４０５ ＤＯＩ：１０．１６５２６／ｊ．ｃｎｋｉ．１１－４７６２／ｔｐ．２０２２．０１．０３６ 中图分类号：ＴＮ２４９文献标识码：Ａ车载激光雷达点云数据处理关键技术党亚南，田照星，郭利强（中北大学信息与通信工程学院，太原 ０３００５１）摘要：激光雷达具有探测精度高、穿透能力强、能够三维成像等诸多优点，故自动驾驶车辆常常搭载激光雷达来对车身周围环境进行感知；车辆实现自动驾驶的关键技术包括车载激光雷达信号的发射、接收和对点云数据的处理，通过对接收到的点云数据进行处理可以使车辆准确的感知到当前路面状况并做出相应操作；文章重点介绍了车载激光雷达点云数据处理中的关键技术，对每个关键技术中常用算法的基本原理、优缺点和改进等进行了阐述，以期为车载激光雷达点云数据处理提供参考。
关键词：自动驾驶；激光雷达；点云数据；数据处理；目标识别犓犲狔犜犲犮犺狀狅犾狅犵狔狅犳犞犲犺犻犮犾犲犔犻犱犪狉犘狅犻狀狋犆犾狅狌犱犇犪狋犪犘狉狅犮犲狊狊犻狀犵ＤＡＮＧＹａｎａｎ，ＴＩＡＮＺｈａｏｘｉｎｇ，ＧＵＯＬｉｑｉａｎｇ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮｏｒｔｈＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎａ，Ｔａｉｙｕａｎ ０３００５１，Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｌｉｄａｒｈａｓｍａｎｙａｄｖａｎｔａｇｅｓｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕｒａｃｙ，ｓｔｒｏｎｇｐｅｎｅｔｒａｔｉｎｇａｂｉｌｉｔｙ，ａｎｄｔｈｒｅｅ－ｄｉ ｍｅｎｓｉｏｎａｌｉｍａｇｉｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓｖｅｈｉｃｌｅａｒｅｏｆｔｅｎｅｑｕｉｐｐｅｄｗｉｔｈＬｉｄａｒｔｏｐｅｒｃｅｉｖｅｔｈｅｓｕｒｒｏｕｎｄ ｉｎｇｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｏｆｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｂｏｄｙ．ＴｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆＡｕｔｏｎｏｍｏｕｓｖｅｈｉｃｌｅｉｎｃｌｕｄｅｔｒａｎｓｍｉｔｔｉｎｇａｎｄｒｅｃｅｉｖｉｎｇｌｉｄａｒｓｉｇｎａｌａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａ．ｔｈｅｖｅｈｉｃｌｅｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｐｅｒｃｅｉｖｅｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｒｏａｄｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓａｎｄｍａｋｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｉｎｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｖｅｈｉｃｌｅｌｉｄａｒ，ａｎｄｅｘｐｏｕｎｄｓｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓ，ａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｏｆｃｏｍｍｏｎａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｉｎｅａｃｈｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｏｖｉｄｅａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｏｆｖｅｈｉｃｌｅ－ｍｏｕｎｔｅｄｌｉｄａｒ．犓犲狔狑狅狉犱狊：Ａｕｔｏｎｏｍｏｕｓｄｒｉｖｉｎｇ；Ｌａｓｅｒｒａｄａｒ；Ｐｏｉｎｔｃｌｏｕｄｄａｔａ；Ｄａｔａｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；Ｔａｒｇｅｔｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ０ 引言随着自动化技术与人工智能技术的相互融合快速发展，自动驾驶车辆应运而生，它可以减少因人为原因导致的交通事故，也可以为残疾人、行动不便老年人等提供开车的权力，人工智能合理的路径规划也可以节约驾驶时间。
(完整版)关于车载激光雷达的知识清单
关于车载激光雷达的知识清单•2017年6月28日••国际电子商情本篇知识清单分享给你，助你快速了解车载激光雷达产业。
在无人驾驶架构中，传感层被比作为汽车的“眼睛”，包括车载摄像头等视觉系传感器和车载毫米波雷达、车载激光雷达和车载超声波雷达等雷达系传感器。
其中激光雷达已经被大部分人认为是实现自动驾驶的必要基础，毕竟传统雷达无法识别物体细节，而摄像头在暗光或逆光条件下识别效率明显降低。
也正得益于无人驾驶汽车市场规模的爆发，预计2030年全球激光雷达市场可达到360亿美元的规模，将成为新的蓝海。
本篇知识清单分享给你，助你快速了解车载激光雷达产业。
内容导读：1.车载激光雷达的技术原理2.激光雷达在自动驾驶应用中有何优缺点？3.车载激光雷达有哪些应用？4.如何降低自激光雷达的成本?5.国内外最全激光雷达企业介绍一、车载激光雷达的技术原理激光雷达是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达系统，最初是军事用途。
其工作原理是向目标发射探测信号（激光束），然后将接收到的从目标反射回来的信号（目标回波）与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、姿态、甚至形状等参数，从而对飞机、导弹等目标进行探测、跟踪和识别。
这里详细介绍一下车载激光雷达的工作原理及实现方式。
第一种是较为传统的扫描式激光雷达，这种设备被架在汽车的车顶上，能够用多束激光脉冲绕轴旋转360°对周围环境进行距离检测，并结合软件绘制3D图，从而为自动驾驶汽车提供足够多的环境信息。
这种激光雷达最初是在11年前的Darpa无人车挑战赛上，由美国Velodyne公司开发并被参赛团队使用（当时采用的是64线的激光雷达方案）。
由于那时的成本高达7万美元，未被市场接受。
后来为了降低成本，有公司推出了32线、16线的激光雷达。
但是成本的降低带来的是分辨率的下降，这就容易在车辆驾驶过程中检测障碍物时产生盲点，带来安全隐患。
三维激光扫描技术及其工程应用研究
三维激光扫描技术及其工程应用研究本文将介绍一种迅速发展的技术——三维激光扫描技术，以及它在工程领域中的应用。
三维激光扫描技术以其高精度、高效率的特点，在产品设计、生产制造、医学诊断等领域中发挥着越来越重要的作用。
三维激光扫描技术是一种通过激光测距原理，获取物体表面点云数据的技术。
它起源于20世纪90年代，经过几十年的发展，已经成为一种成熟的高端测量技术。
三维激光扫描技术具有测量速度快、精度高、非接触等特点，使得它能够在各种环境下对各种物体进行高精度的测量。
在工程应用方面，三维激光扫描技术表现出了广泛的应用前景。
在产品设计中，三维激光扫描技术可以用于产品原型的测量和建模，提高设计效率和精度。
在生产制造中，三维激光扫描技术可以用于工件尺寸的快速检测和质量控制，提高生产效率和产品质量。
在医学诊断领域，三维激光扫描技术可以用于获取医学影像数据，为医生提供更准确的诊断依据。
三维激光扫描技术的优势主要表现在以下几个方面：它具有高精度的测量能力，能够获取物体表面的精确点云数据，为后续处理提供了良好的基础。
它具有高效率的测量能力，能够在短时间内获取大量的点云数据，大大提高了工作效率。
它具有广泛的应用范围，可以适用于各种不同领域的需求。
未来，三维激光扫描技术将继续得到发展和创新。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，三维激光扫描技术将更加注重数据处理和算法优化，以提高测量精度和效率。
随着市场的不断扩大和政策法规的逐步完善，三维激光扫描技术的市场规模将不断扩大，为更多领域的应用提供可能。
总结来说，三维激光扫描技术是一种非常重要的技术，它在工程领域中发挥着越来越重要的作用。
它的高精度、高效率以及广泛的应用范围，使得它在产品设计、生产制造、医学诊断等领域具有广泛的应用前景。
随着技术的不断进步和应用需求的不断增加，未来三维激光扫描技术的发展前景将更加广阔。
随着科技的不断发展，三维激光扫描技术已成为一种重要的测量手段，广泛应用于各个领域。
激光扫描数据处理中的滤波技术及其效果评估
激光扫描数据处理中的滤波技术及其效果评估激光扫描技术是一种常用的三维数据获取方法，其在建筑、工程、地理测绘等领域得到广泛应用。
然而，激光扫描数据的原始获取过程中，会受到噪声和杂散点的干扰，这会导致数据质量下降，对后续数据处理和应用产生不利影响。
为了提高激光扫描数据的质量和准确性，滤波技术成为了关键的环节。
本文将介绍激光扫描数据处理中的滤波技术以及其效果评估。
一、激光扫描数据中的噪声和杂散点激光扫描技术通过向目标物体发送激光束，并接收反射回来的光束，来获取目标物体的三维坐标数据。
然而，在光束传输和目标物体反射过程中，会受到多种因素的影响，导致原始数据中存在噪声和杂散点。
噪声是指一些随机无规律的干扰信号，产生噪声的原因主要包括环境光、传感器系统本身的噪声以及光束的散射等。
而杂散点则是指一些超出目标物体实际表面的异常点，这些点可能由于目标物体表面的不规则、弱反射或者扫描过程中的误差等原因而产生。
二、滤波技术的作用和分类为了提高激光扫描数据的质量和准确性，滤波技术被广泛应用于激光扫描数据的处理过程中。
滤波技术的作用主要有两个方面：一是通过去除噪声和杂散点，减少数据中的干扰，提高数据的可靠性；二是通过对数据的平滑处理，提高数据的连续性和表达能力。
根据处理的对象和方法，滤波技术可以分为空域滤波和频域滤波。
空域滤波是指对原始数据中每个数据点的周围区域进行滤波处理，主要方法包括中值滤波、均值滤波和高斯滤波等。
这些方法通过对邻近数据点进行统计分析，来判断当前数据点是否为噪声或者杂散点，并对其进行滤波处理。
频域滤波则是通过将原始数据转化到频域进行处理，常用的方法有快速傅里叶变换（FFT）和小波变换等。
三、滤波效果的评估指标为了评估滤波技术的效果，需要一些客观的指标来衡量数据的质量和准确性。
常用的评估指标包括均方根误差（RMSE）、点云密度和点云总体差异度（TCD）等。
均方根误差是指原始数据和滤波后数据之间的差异程度，通过计算每个数据点的欧氏距离来衡量。
测绘技术中的激光扫描数据处理技巧分享
测绘技术中的激光扫描数据处理技巧分享激光扫描技术是现代测绘技术中一项重要的技术手段，其高精度、高效率的特点在各个领域都有广泛的应用。
然而，如何处理和分析激光扫描数据是一个关键的问题。
本文将分享一些测绘技术中的激光扫描数据处理技巧。
1. 数据采集与预处理激光扫描数据的质量直接影响后续处理的准确性。
在数据采集阶段，应确保扫描设备的参数设置合理，并校准设备。
采用合理的扫描设置能够提高数据的密度和质量。
数据预处理包括数据校正、降噪和配准等步骤。
校正是指将扫描数据进行坐标系统的转换，通常根据已知控制点进行精确的空间定位。
降噪是为了消除扫描过程中产生的噪声和偏差，常用的方法有滤波技术和重采样等。
配准是将不同扫描数据进行拼接和对齐，常用的方法有特征点匹配和ICP算法等。
2. 数据处理与模型生成激光扫描数据通常以点云的形式存在，如何高效地处理和处理点云数据是测绘技术中的一个难题。
首先，可以对点云进行分割和分类。
通过区分不同对象的点云，并将其分类和标记，可以为后续的处理和分析提供基础。
分割和分类方法有基于几何特征的方法、基于统计特征的方法和深度学习方法等。
其次，可以进行特征提取和分析。
特征提取可以从点云数据中提取出表面的几何信息和拓扑结构，以及其他更高级的特征。
特征分析则是对提取出的特征进行进一步的统计和分析，以获取更有意义的信息。
最后，可以生成三维模型和纹理模型。
基于点云数据，可以通过曲面重建算法生成三维模型。
而纹理模型则是在三维模型的基础上，对其进行纹理映射和渲染等处理，以呈现真实的外观。
3. 数据应用与可视化测绘技术中的激光扫描数据处理不仅仅是为了得到精确的模型，更重要的是能够应用于实际的工程项目中。
激光扫描数据可以应用于土地测绘、建筑设计、道路工程等多个领域。
通过与其他数据源的融合，可以实现更多的应用。
例如，与地理信息系统（GIS）数据的融合可以实现更精确的地理空间分析和决策。
数据可视化是激光扫描数据处理的重要环节。
车载激光雷达测量技术及设计分析
车载激光雷达测量技术及设计分析摘要：随着科学技术的发展，我国的车载激光雷达测量技术有了很大进展。
车载激光雷达测量技术是继全球定位系统（GlobalPositioningSystem，GPS）后遥感测绘领域的一场技术革命。
将车载激光雷达测量技术和地理信息技术结合在一起，能够为多个行业的深化发展提供重要支持。
本文首先对车载移动激光雷达测量系统介绍，其次探讨车载激光雷达应用优势，最后就车载激光雷达数据的精化处理方式进行研究，以供参考。
关键词：车载激光雷达测量技术；数据收集；数据处理；设计应用引言在汽车主动安全系统中，主要由报警装置、车载测距测速装置、微机、执行系统等组成。
车载距离测速环节能分辨行车中障碍物的移动物理量。
激光雷达能提高识别的分辨率。
与传统的雷达相比，可用激光作为探测光进行丈量，这会导致运动物体的多普勒率升高，使物体的径向速度不能由激光雷达依据多普勒频率进行测量。
实现汽车智能驾驶核心技术是获取道路目标信息，包括获取目标方位、速度、距离。
目前，已成功研制出汽车辅助驾驶系统的毫米波雷达对道路目标速度、距离同步测量。
1车载移动激光雷达测量系统介绍车载移动激光雷达测量系统集成GNSS、IMU惯性导航单元、三维激光扫描、影像处理、摄影测量及集成控制等高新技术，通过三维激光扫描采集空间信息，全景照相获取影像，由卫星及惯性定位确定影像的位置姿态等测量参数，在点云上实现测量，完成测绘任务。
本文以LeicaPegasus:Two移动激光扫描系统在酒额铁路既有线改造工程中的应用为例进行介绍。
2车载激光雷达应用优势第一，成果测量精准度高。
在车载激光雷达航测技术的作用下，人们能够直接获取三维激光点云数据信息。
与传统测量仪获取信息相比，整个操作流程更加简洁方便。
三维激光雷达系统获取新的原始点密度要比传统测量仪获取原始点的密度高，平均每平方米能够获取几十个原始数据点，远超其他系统。
在应用车载激光雷达航测技术后的高程测量精准度要比其他测绘方式获取的测量精准度高，由此在测量的过程中会获得更全面的周围事物数据信息。
ssw车载激光建模测量系统
数据输出与共享功能
数据格式转换
支持多种数据格式的转换，满足不同应用需 求。
数据导出
将测量数据导出为通用的文件格式，便于在 其他软件或平台上使用。
数据共享
支持数据共享和协作，方便多个用户之间进 行数据交流和合作。
网络传输
支持数据通过网络进行传输，实现远程数据 共享和访问。
04 系统性能指标
扫描范围与精度
数据校准
对系统误差进行校准和修正， 提高测量精度。
数据导出
将处理和分析后的数据导出为 标准格式，便于后续使用和共
享。
实时监控与控制软件
实时监测
对车载激光建模测量系统的工作状态进行实 时监测，确保系统正常运行。
数据反馈
将实时数据反馈给操作员，便于及时调整和 优化测量过程。
远程控制
通过软件界面或遥控器对系统进行远程控制， 实现测量过程的自动化和智能化。
扫描范围
该系统具备大范围扫描能力，可 覆盖数十米至数百米的距离，满 足不同场景的测量需求。
扫描精度
系统采用高精度激光扫描技术， 能够实现厘米级甚至毫米级的扫 描精度，确保测量数据的准确性 和可靠性。
测量速度与实时性
测量速度
该系统具备快速测量能力，能够在短 时间内完成大面积的扫描和测量工作， 提高工作效率。
林业领域
在林业领域，该系统可用于森林 资源调查、森林火险预警、林业 工程规划等方面，提高林业管理 的科学性和效率。
水利领域
在水利领域，该系统可用于水库 大坝监测、水文地理调查、水利 工程规划等方面，提高水利工作 的准确性和可靠性。
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ssw车载激光建模测量系统
SSW车载移动测量系统及其应用
S S W车载移动测量系统及其应用刘先林*摘要：基于激光扫描仪的SSW车载移动测量系统由数据采集和点云数据处理两大模块构成。
本文详细介绍了系统的硬件构成、工作原理、关键技术，以及基于JX4－G硬件平台的点云数据处理系统（DY-2点云工作站）的基本功能，分析了系统的优势、应用领域。
展望了系统的应用前景和今后的研究方向。
关键词：激光扫描仪移动测量组合导航点云工作站一引言移动测量系统(Mobile Mapping System, MMS)是20 世纪90 年代兴起的一种快速、高效、无地面控制的测绘技术[1]。
最初人们利用摄影测量技术集成组合导航技术构建移动测量系统，实现地面移动摄影测量，获取目标地物的影像和空间信息数据。
由于地面摄影测量自身的局限性（视距变化大且短，同名点自动匹配困难等），系统所测数据精度较低，数据处理工作量大。
激光测距技术出现后，很快在测绘领域展开应用。
先后出现了激光测距仪和激光扫描仪。
新一代的移动测量系统就是将激光扫描仪、组合导航系统和CCD相机集成实现移动中直接获取目标物绝对坐标和纹理信息等数据的。
由于地面测量环境复杂，GPS信号经常失锁，集成车载激光扫描移动测量系统（以下简称移动测量系统）技术难度很大。
但其数据处理自动化程度高，数据结果直观，精度高。
SSW车载移动测量系统（以下简称SSW系统）（见图1）就是以激光扫描仪为主要传感器的新一代移动测量系统。
二 SSW系统结构与工作原理（一）系统结构*刘先林，中国工程院院士，研究员，博士生导师，中国测绘科学研究院名誉院长。
SSW系统由激光扫描仪、IMU、GPS、里程计、线阵相机、面阵相机、电动转台、供电和控制系统（笔记本电脑）、车载升降平台构成。
各模块通过机械结构集成为一体，以GPS时间为主线保证时间的同步和协调，通过相互间结构关系解求所测目标点绝对坐标。
图1. SSW车载移动测量系统车载升降平台和电动转台是系统搭建的基础平台。
车载平台由全顺车改装而成，在车子后半部分安装升降平台并在顶部开窗。
基于车载三维激光扫描的地形图数据采集的研究
基于车载三维激光扫描的地形图数据采集的研究薛效斌;钱星;马宁【摘要】文章从三维激光扫描仪在测量中的作用入手,重点介绍了三维激光扫描技术在国内的应用现状,并与传统数据采集方式进行了比较.结合应用实例将三维激光扫描技术应用于大比例尺地形图测量,运用这项技术进行外业数据采集,与传统全站仪数据采集进行了精度比较.结果表明了三维激光扫描技术方案能够克服传统测量方式缺点,保证测绘数据质量,能够提高作业效率.【期刊名称】《北京测绘》【年(卷),期】2014(000)001【总页数】4页(P88-90,110)【关键词】地形测量;激光点云;车载;三维扫描【作者】薛效斌;钱星;马宁【作者单位】北京市测绘设计研究院,北京100038;城市空间信息工程北京市重点实验室,北京100038;国家开发银行规划局,北京100031;北京市测绘设计研究院,北京100038;城市空间信息工程北京市重点实验室,北京100038【正文语种】中文【中图分类】P217随着我国经济建设的高速发展，新兴技术与装备的发展应用为测绘地理信息产业注入了强劲动力，测绘技术有了很大的提高，新型的地形图测绘模式在技术上已经有了不少突破，车载移动测图系统就是其中的一种测图模式。
作为目前最新的技术成果，车载移动测图系统在国内外均有较大的发展，很多测绘科研和生产部门都对这种测绘技术进行了广泛的研究和试验。
随着三维激光扫描技术的不断成熟，激光扫描设备的测量距离和测量精度都有了质的飞跃，IMU陀螺精度也有了很大的提高，车载三维激光扫描就可以在城市大比例尺地形图测绘的生产实际中得到应用。
本文的研究目标就是对这一应用进行初步探讨，研究这一新兴测绘技术的先进性和局限性，以及在实际生产中进行大比例尺地形图数据采集应用的可能性。
1 移动测图系统分类一般而言，车载移动测图系统中比较常见的可以分为三类：一是基于立体摄影测量的方式，通过集成多个CCD相机构成立体像对，以数字摄影测量的方式来进行室外场景的室内重建。
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扫描带数据高程自校准
扫描带地面点上的自校准。左图是自校准特征线的分布，右图为分带误差示意 放大图，不同颜色的点代表不同扫描带
控制点验证数据精度
正射图上测量平面误差；截面图上测量高程误差
高程控制点验证数据精度
一共101个高程检查点，高程中误差为：7.6cm
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总结与展望
总结与展望
➢ 车载扫描由于技术的复杂性和应用环境的多变性，数据采 集会遇见一些困难：卫星失锁、高噪声
初步校准平面坐标
左图圆圈是整个区域选择的平面控制点，右图为放大图，不同颜色的圆圈代表 不Байду номын сангаас激光扫描航带。
立面墙进一步校准平面坐标
在墙立面上选择平面控制点。左图是整个区域选择的平面控制点，右图为单个 线位置放大图，不同颜色的线代表不同激光扫描航带
机载激光扫描数据校准高程
扫描航测轨迹线2m距离内的机载地面数据。左图是整个区域选择的机载地面数 据，右图为交叉路口放大图，不同颜色的点代表不同高程值。
工程应用--公路道路
路面坡度分析
工程应用--市政领域
路灯面向对象提取与成图
工程应用--市政领域
A 道路标线提取
B 斑马线面积统计
工程应用--园林绿化
行道树信息提取
工程应用—城市三维建模
建筑立面三维建模
工程应用—大交通
高速公路改扩建的断面线拟合
5
数据校准案例
介绍一套数据配准与坐标校准的案例
研究区位置
研究区车载激光数据主要为南京市鼓楼区环五台山地区的道路，具体为：上海 路—广州路—拉萨路—永庆巷的闭合路线
研究区数据
中海达车载分为两次扫描，时间分别为2017年7月和2016年11月，总激光点数 约为12.5亿个。所有路段都为双向扫描，个别路口有三度重叠区域。
研究区辅助数据
航空正射影像数据是由2017年12月航空摄影的数码相片制作而成，地面分辨率 为0.1m，经过地面控制点坐标校准，中误差为0.12m
（2）严格的采集步骤：
➢ 采集POS数据之前需要驾车机动（拐弯、掉头，绕8字）使 得IMU的航向角收敛；
➢ 开始采集POS数据，5分钟静止；采集完成后做5分钟静止； ➢ 行车方法和注意事项； ➢ 依据环境变化适度灵活处理。
解决问题的方法
（3）POS坐标解算：
GNSS信号分析到位
解决问题的方法
（3）前置滤波器，滤除噪声：
辅助数据
ALS 70 HP机载激光扫描数据为2017年3月采集，航高2750m，点密度为每平 方米1个点左右，经过坐标转换和控制点校准，高程中误差为7cm。
研究区控制点数据
车载扫描的时候采集了26个RTK控制点，管线图中的路面57个RTK控制点； 2009年以来本研究区域道路上的125个RTK控制点。
理软件解决系统差消除、GNSS信号等引起的偶然误差带 来的配准问题和位置误差减少； 4. 数据后处理软件解决工程应用问题。
2
扫描遇到的问题
车载激光扫描工程应用中存在三大问题
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（1）设备没有校准好
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（1）设备系统差—Heading角误差原理
架站激光扫描
Stop and Go 扫描要获得更大的视场面积
车载激光扫描系统
硬件与软件的集成系统；POS系统的地面应用；激光扫描系 统应用；边走边测移动测量。
车载激光扫描系统
徕卡硬件集成示意图（Leica）
车载激光扫描系统
中海达硬件集成示意图
车载激光扫描系统
车载扫描数据成果
车载激光扫描系统
瑞格采用的方法
4
数据处理与工程应用
结合测量方式和数据特点，采用技术方法
数据处理--移动目标移除
A 原始点云
B 识别出移动目标
数据处理—精细DEM处理
没考虑花坛的地表分类
数据处理—精细DEM处理
考虑花坛的地表分类
数据处理—精细分类
城市跌路、电线、车站点云分类
数据处理—精细分类
高速跌路、电线点云分类
应用车载激光扫描技术的关键点：
1. 激光器、POS系统的精度 2. 系统集成方式及精度 3. 坐标解算、配准和减少误差 4. 数据后处理
车载激光扫描系统
应用车载激光扫描技术的关键点：
硬件 1. 激光器的性能以及POS系统标称精度； 2. 系统整体集成工艺； 软件 3. 坐标解算软件解决采集距离数据到点云数据的步骤；预处
➢ 点云数据量庞大，处理方法复杂，挑战颇多：大存储、耗 时长；
➢ 车载扫描解决道路的问题有明显优势，但大面积应用劣势 明显；
➢ 空地结合激光扫描是发展之必然。
谢谢！
（3）激光点有噪声
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（3）激光点有噪声
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（4）激光扫描异常
3
解决问题的方法
面向实际的工程应用，处理到客户满意为止
解决问题的方法
（1）建立控制场进行设备自检：
停车场扫描方式
十字路口扫描方式
解决问题的方法
（2）严格的采集步骤：
解决问题的方法
车载激光扫描与数据处理工程应用
韩文泉 博士*研高
主要内容
车载激光扫描系统 车载扫描遇到问题 解决问题方法思路 数据处理工程应用 车载激光校准案例 车载激光扫描展望
1
车载激光扫描系统
车载激光扫描由固定式扫描发展而来，是 移动测量的先驱
架站激光扫描
国外主流架站扫描设备
架站激光扫描
架站扫描设备（高威 2016，地面激光点云测量精度分析与评价）
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（1）设备系统差—Roll角误差原理
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（1）设备系统差—Pitch角误差原理
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（2）GNSS信号不好
平面60多厘米，高程近30厘米
车载激光扫描系统使用中遇到的问题
（3）激光点有噪声
车载激光扫描系统使用中遇到的问题